HackBat移动应用开发：蓝牙与WiFi远程控制APP

HackBat移动应用开发：蓝牙与WiFi远程控制APP

【免费下载链接】hackbat Hackbat repository 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ha/hackbat

你是否还在为物联网设备调试时频繁插拔数据线而烦恼？是否希望通过移动终端就能实时监控传感器数据并远程控制硬件动作？本文将带你基于HackBat开源硬件平台，从零构建一套蓝牙与WiFi双模远程控制解决方案，无需复杂网络配置，即可实现跨平台设备管理。

开发准备与硬件架构

HackBat作为一款专为创客设计的开源设备，搭载了RP2040微控制器（MCU）作为核心处理单元，集成WiFi（ESP8266）、NFC（PN532）、OLED显示屏等模块，为移动控制应用提供了丰富的硬件接口。

核心硬件资源：

• 主控单元：Raspberry Pi RP2040，支持Arduino/Python/C++编程
• 无线通信：ESP-12F WiFi模块（支持AP/STA双模式）
• 近场通信：PN532 NFC芯片（I2C接口，13.56MHz）
• 显示输出：128x64 OLED屏幕（SH110X驱动）

开发前需准备：

• 硬件：HackBat开发板、Micro USB数据线
• 软件：Arduino IDE（1.8.19+）、Python 3.8+
• 移动环境：Android 8.0+/iOS 13.0+设备

WiFi远程控制实现

HackBat的ESP8266模块支持两种网络模式，可根据应用场景灵活切换：

1. 接入现有网络（STA模式）

通过Arduino IDE为ESP8266烧录网络配置固件：

#include <ESP8266WiFi.h>

const char* ssid = "你的WiFi名称";
const char* password = "WiFi密码";

void setup() {
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("IP地址: " + WiFi.localIP().toString());
}

void loop() {
  // 维持连接
}

2. 创建独立热点（AP模式）

在无外部网络环境下，可将HackBat配置为WiFi热点：

#include <ESP8266WiFi.h>

void setup() {
  WiFi.softAP("HackBat-AP", "12345678");
  Serial.println("AP启动，IP: " + WiFi.softAPIP().toString());
}

void loop() {}

服务端实现： 在RP2040上运行WebSocket服务器（基于ArduinoWebSockets库），接收来自移动终端的控制指令：

#include <WebSocketsServer.h>

WebSocketsServer webSocket = WebSocketsServer(81);

void onWebSocketEvent(uint8_t num, WStype_t type, uint8_t * payload, size_t length) {
  if (type == WStype_TEXT) {
    String cmd = String((char*)payload);
    // 处理控制指令（如LED控制、传感器读取）
    if(cmd == "LED_ON") digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
  }
}

void setup() {
  webSocket.begin();
  webSocket.onEvent(onWebSocketEvent);
}

void loop() {
  webSocket.loop();
}

WiFi通信相关硬件设计文件：

• 原理图：kicad/hackbat/wifi.kicad_sch
• PCB布局：kicad/hackbat/hackbat.kicad_pcb

蓝牙低功耗（BLE）控制方案

对于短距离低功耗场景，HackBat可通过RP2040的PIO模块模拟BLE通信：

BLE服务配置

使用ArduinoBLE库实现基础控制服务：

#include <ArduinoBLE.h>

BLEService controlService("19B10000-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214");
BLEByteCharacteristic ledCharacteristic("19B10001-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214", BLERead | BLEWrite);

void setup() {
  BLE.begin();
  BLE.setLocalName("HackBat");
  BLE.setAdvertisedService(controlService);
  controlService.addCharacteristic(ledCharacteristic);
  BLE.addService(controlService);
  BLE.advertise();
}

void loop() {
  BLEDevice central = BLE.central();
  if (central) {
    while (central.connected()) {
      if (ledCharacteristic.written()) {
        digitalWrite(LED_PIN, ledCharacteristic.value());
      }
    }
  }
}

移动终端开发要点

Android端：使用Jetpack Compose构建UI，通过Kotlin Coroutines处理蓝牙通信：

// 简化的BLE连接代码
private val bleScanner = BluetoothLeScannerCompat.getScanner()
private val scanFilters = ScanFilter.Builder().setServiceUuid(ParcelUuid(UUID.fromString(SERVICE_UUID))).build()

fun connectToDevice(device: BluetoothDevice) {
  val gatt = device.connectGatt(context, false, gattCallback)
}

private val gattCallback = object : BluetoothGattCallback() {
  override fun onServicesDiscovered(gatt: BluetoothGatt, status: Int) {
    val service = gatt.getService(UUID.fromString(SERVICE_UUID))
    val characteristic = service.getCharacteristic(UUID.fromString(CHARACTERISTIC_UUID))
    // 写入控制指令
    gatt.writeCharacteristic(characteristic, byteArrayOf(0x01), BluetoothGattCharacteristic.WRITE_TYPE_DEFAULT)
  }
}

iOS端：使用SwiftUI和CoreBluetooth框架：

import CoreBluetooth

class BLEManager: NSObject, ObservableObject, CBCentralManagerDelegate, CBPeripheralDelegate {
  var centralManager: CBCentralManager!
  var peripheral: CBPeripheral?
  
  func centralManagerDidUpdateState(_ central: CBCentralManager) {
    if central.state == .poweredOn {
      central.scanForPeripherals(withServices: [CBUUID(string: SERVICE_UUID)])
    }
  }
}

NFC模块可用于快速配置WiFi参数，通过触碰即可完成网络认证：

相关代码实现可参考I2C通信示例：kicad/hackbat/nfc.kicad_sch

跨平台控制APP设计

功能架构

界面设计规范

• 主控面板：包含设备连接状态、信号强度显示
• 控制区：使用滑动条/按钮实现模拟量/数字量控制
• 数据面板：实时绘制传感器曲线（使用MPAndroidChart/Charts库）

通信协议

采用JSON格式封装指令与数据：

// 控制指令
{
  "cmd": "SET_LED",
  "params": {
    "pin": 25,
    "state": 1
  }
}

// 传感器数据响应
{
  "type": "SENSOR_DATA",
  "data": {
    "temperature": 26.5,
    "humidity": 45.2
  }
}

生产与部署

完成软件开发后，可通过以下步骤将HackBat投入实际应用：

1. 硬件制造：

   • 使用kicad/hackbat/output_files目录下的Gerber文件进行PCB打样
   • 上传BOM文件和坐标文件至JLCPCB完成贴片生产

2. 固件烧录：

   • 通过USB接口将编译好的固件上传至RP2040
   • ESP8266固件可通过RP2040的UART桥接功能烧录

3. APP分发：

   • Android端生成APK文件，通过蒲公英等平台分发
   • iOS端可通过TestFlight进行内测

总结与扩展

本文介绍的双模控制方案已覆盖大多数物联网应用场景，实际开发中可根据需求进行扩展：

• 安全增强：添加WPA2-PSK加密和指令签名验证
• 低功耗优化：实现ESP8266的深度睡眠模式
• 功能扩展：集成键盘仿真功能，实现远程输入控制

完整项目文档和最新代码可通过以下方式获取：

git clone https://gitcode.com/GitHub_Trending/ha/hackbat

通过HackBat的灵活硬件架构和开源生态，开发者可以快速构建从原型到产品的完整物联网解决方案。无论是家庭自动化、工业监控还是便携式设备，双模远程控制都能提供可靠的无线连接体验。

【免费下载链接】hackbat Hackbat repository 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ha/hackbat