Bluetooth — это производственная спецификация беспроводных персональных сетей
Введение
Прогресс в технологической сфере позволил разместить на плате относительно небольших габаритов целый набор системных устройств. Такой модуль принято называть микроконтроллером. К числу подобных монокристаллических микрокомпьютеров относится Arduino, состоящее из микроконтроллера, расположенного на печатной плате и минимального набора элементов, которые необходимы для работы. Для того чтобы создать новое электронное устройство, потребуется плата Arduino, соединительный кабель и компьютер.
По существу, модуль Bluetooth является модемом, так как он осуществляет преобразование сигнала из одной используемой среды в иную. Пересылаемый при помощи электрических импульсов по проводам последовательный TTL-сигнал подвергается преобразованию в радиосигнал в Bluetooth приёмопередающем узле, а также там выполняется и обратное преобразование из радиосигнала в электрический импульс. Функция модема заключается в установке соединения с другими модемами для организации информационного обмена и разъединения канала связи. Для того чтобы выполнить функции соединения, в модемах присутствуют следующие рабочие режимы:
- Командный режим, при котором обмен информацией осуществляется с самим модемом.
- Режим данных, при котором обмен информацией реализуется через сам модем.
Модемы Bluetooth по своим принципам действия похожи на любые другие типы модемов и в них присутствует командный набор протокола Hayes АТ, который является аналогом протокола для телефонных модемов. Команды этого протокола прописаны в символике ASCII. Модемы на протоколе Hayes АТ способны работать как режиме данных, так и в командном режиме, а переключение режимов выполняется специальной командой.
Организация соединения и обмен данными по Bluetooth между Arduino и iOS-приложением
Микроконтроллером является микросхема с набором контактов для входных и выходных сигналов. Управление такой микросхемой выполняется по самому простому принципу и состоит из следующих основных этапов:
- На входы необходимо подсоединить необходимую совокупность датчиков, которые способны фиксировать нужные параметры, например, передвижение, звуки, уровень освещённости и так далее.
- К выходным контактам следует подключить управляемые устройства, например, системы освещения, электрические приводы и так далее.
- Необходимо написать программу управления микроконтроллером и приложением.
Arduino является открытой платформой, состоящей из платы микроконтроллера и программного обеспечения. Программное обеспечение для этой платы должно быть написано в приложениях на компьютере и через канал соединения с платой загружено на устройство.
Основа программы под Arduino должна состоять из двух команд: setup() и loop(). Перед командой setup() должны быть записаны переменные, а также задействованы библиотеки. Команда setup() должна исполняться однократно после любого подключения или сброса платы под управлением Arduino. Эта команда запускает переменные и работу портов входа и выхода платы. Данная команда является обязательным элементом управляющей программы. Команда loop() предназначается для циклического исполнения команд, прописанных в её теле.
Далее рассмотрим собственно организацию соединения между Arduino и iOS-приложением. Для того чтобы осуществить интеграцию Arduino с Apple (iPad или iPhone), необходимо использовать приложение Arduino Code и среду разработки Blynk. Arduino Code должно быть установлено на iPad или iPhone и через данное приложение можно осуществить интеграцию устройств iOS и Arduino. Для того чтобы написать управляющую программу платы Arduino, можно использовать среду разработки Blynk. Кроме облачной среды для работы, Blynk обладает возможностью загрузки приложений на компьютер. Поскольку в Blynk для разработки присутствуют версии для iOS помимо Android, именно это приложение следует выбирать для интеграции с Apple. Немаловажным фактором является то, что Blynk имеет возможность связи с устройствами по Bluetooth.
На начальном этапе необходимо соединить программируемую плату со смартфоном, через имеющиеся интерфейсы, такие как, SeeedStudio Ethernet Shield V2.0 (W5200), Official Ethernet Shield (W5100) и другие. Интеграция Arduino с компьютерами Macintosh (Apple) может быть осуществлена при помощи меню Tools.
На следующем этапе в приложении добавляются виджеты (программы), выполняется настройка адресов выводов и при необходимости прописывается код. Программу Arduino Code следует установить на компьютере и для написания команд может потребоваться авто дополнение (code complete). Приложение может быть скачано из App Store. При выполнении загрузки программы на плату Arduino нужно отключить модуль Bluetooth, так как связь с микроконтроллером реализуется через один и тот же порт. В качестве источника питания для микроконтроллера можно использовать любой блок питания на девять Вольт.
Для того чтобы подсоединить плату Arduino, можно использовать модуль Bluetooth HM-10. Этот модуль способен работать в режимах Master и Slave, и он является совместимым с более старыми версиями под Arduino.
Подобную организацию системы можно, например, использовать в «умном доме». К плате под управлением Arduino можно подключить, к примеру, привод, который способен осуществлять управление ригелем замка, или электромагнитную задвижку, которая и также сможет реализовать функцию запирания двери. А связь может быть реализована через приложение Arduino Manager, которое напрямую способно осуществлять управление контроллером через операционную систему iOS. Если возникнет необходимость, то можно изменить настройку скорости подключения платы Bluetooth HM-10.
