Android手机HC-05蓝牙连接Arduino nano获取DHT-11温湿度传感器数据

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目标

Android手机HC-05蓝牙连接Arduino nano获取DHT-11温湿度传感器数据

我以为的串口输出等于蓝牙输出，其实并不是

起初我所理解的，应该是这样连接
HC-05　nano
　TX----RX
　RX----TX
　5V----5V
GND----GND

HC-05蓝牙3.3V即可，5V蓝牙可以自适应不会烧掉

DHT-11　nano
　Out----D2
　5V----5V
GND----GND

DHT-11温湿度传感器5V没问题，3.3V也能用

我认为温湿度传感器输出到了串口，那么就等于输出到了蓝牙。
通电以后：DHT-11输出到蓝牙，安卓手机app接收蓝牙传过来的数据以文本显示在前端变量上

结果测试了很多次以后，发现输出是乱码。

于是我就怀疑起蓝牙到底发过来的是什么，蓝牙到底是怎样传输，我所认为的对不对。后来我发现蓝牙输出并不一定要用串口输出，所以就改变了接线。
HC-05　nano
　TX----D6
　RX----D5
　5V----5V
GND----GND

这时，nano即使USB串口连着电脑也可以正常烧录代码，不用拔插蓝牙的RX，TX了（主要是当蓝牙RX，TX连接了nano的TX，RX时，占用串口无法烧录，nano烧录的时候是使用这两个端口进行数据传输的）

单说nano DHT-11串口输出

#include <dht11.h> //引用dht11.h文件，头文件必须要有，如果没有后面输出会报错，必须放到工程文件夹下。
dht11 DHT11;	//实例化，我虽然不明白啥叫实例化，但这一句可能就是把dht11实例化给一个常量进行声明，以方便后面的参数调用吧。
#define DHT11PIN 2	//定义dht11输出引脚给一个变量，变量名可以修改，这里结尾没有";"，不需要加分号
void setup() {
	Serial.begin(38400);	//串口对频
}	
void loop() {
  char chk = DHT11.read(DHT11PIN);		//读取温度传感器发出来的值
  Serial.println(DHT11.temperature);	//单行串口输出温度值
  Serial.println(DHT11.humidity);		//单行串口输出湿度值
  delay(1000);		//间隔1秒输出一次
}

那么我在想串口是啥呢？串口其实就是Serial，串口输出就是Serial.print
如果是蓝牙输出那就是Bluetooth.print，要是屏幕输出那就是LCD.print，扬声器输出那就是Sound.print,其实这个前缀（Serial，Bluetooth，LCD，Sound当然也可以改名，只要你知道就行）这些变量，应该就是在dht11.h里面定义的，不然的话没办法输出。

dht11.h源码

#ifndef dht11_h
#define dht11_h
#if defined(ARDUINO) && (ARDUINO >= 100)
#include <Arduino.h>
#else
#include <WProgram.h>
#endif

#define DHT11LIB_VERSION "0.4.1"

#define DHTLIB_OK			0
#define DHTLIB_ERROR_CHECKSUM	-1
#define DHTLIB_ERROR_TIMEOUT	-2

class dht11
{
public:
    int read(int pin);
	int humidity;
	int temperature;
};
#endif

这里面太深我也看不懂，里面还包含了<Arduino.h>，<WProgram.h>文件，所以你的arduino编辑器也得加载这些库文件吧，不然的话无法运行
除此之外还有一个文件，也要放到工程目录下，不然的话无法运行

dht11.cpp源码

#include "dht11.h"
int dht11::read(int pin)
{
	// BUFFER TO RECEIVE
	uint8_t bits[5];
	uint8_t cnt = 7;
	uint8_t idx = 0;

	// EMPTY BUFFER
	for (int i=0; i< 5; i++) bits[i] = 0;

	// REQUEST SAMPLE
	pinMode(pin, OUTPUT);
	digitalWrite(pin, LOW);
	delay(18);
	digitalWrite(pin, HIGH);
	delayMicroseconds(40);
	pinMode(pin, INPUT);

	// ACKNOWLEDGE or TIMEOUT
	unsigned int loopCnt = 10000;
	while(digitalRead(pin) == LOW)
		if (loopCnt-- == 0) return DHTLIB_ERROR_TIMEOUT;

	loopCnt = 10000;
	while(digitalRead(pin) == HIGH)
		if (loopCnt-- == 0) return DHTLIB_ERROR_TIMEOUT;

	// READ OUTPUT - 40 BITS => 5 BYTES or TIMEOUT
	for (int i=0; i<40; i++)
	{
		loopCnt = 10000;
		while(digitalRead(pin) == LOW)
			if (loopCnt-- == 0) return DHTLIB_ERROR_TIMEOUT;

		unsigned long t = micros();

		loopCnt = 10000;
		while(digitalRead(pin) == HIGH)
			if (loopCnt-- == 0) return DHTLIB_ERROR_TIMEOUT;

		if ((micros() - t) > 40) bits[idx] |= (1 << cnt);
		if (cnt == 0)   // next byte?
		{
			cnt = 7;    // restart at MSB
			idx++;      // next byte!
		}
		else cnt--;
	}
	humidity    = bits[0]; 
	temperature = bits[2]; 
	uint8_t sum = bits[0] + bits[2];  
	if (bits[4] != sum) return DHTLIB_ERROR_CHECKSUM;
	return DHTLIB_OK;
}

我把大部分英文备注都去了，我也看不懂，我觉得是根据电路图
往引脚pin输出低电平，18毫秒后，输出高电平，40微秒后再往pin引脚输入，来获取传感器数值，并且放到一个数组里面，这个数组是bits，前两位是湿度值，后两位是温度值，uint8_t 代表无符号整形，8位=1字节，t是啥意思？typedef。代表他是通过typedef定义的头文件。其他的自己联想吧，不想看C的可以略过

再说nano HC-05蓝牙输出

以前我以为串口输出=蓝牙输出，其实不然，蓝牙可以是蓝牙，串口可以是串口。
之前还发过蓝牙调试，我当时写了其实也没太明白，现在感觉明白点了。

重点：HC-05蓝牙默认频率是38400，所以最好设置成这个，不然的话我感觉输出的内容可能会是乱码

之前输出到安卓手机的时候，始终是一个菱形框里面有个问号，要么就是多个菱形框里面有问号，大家可以手机下载蓝牙串口SPP连接蓝牙进行调试，看看输出的是什么。
当时还输出0x80啥的，我网上查了也查不到是啥，我起初以为是16进制输出需要转换成UTF-8，后来可能是我多想了。

#include <SoftwareSerial.h>		//引用库文件，这个文件应该是用于软件串口输出的
#include <dht11.h>
dht11 DHT11;
#define DHT11PIN 2
//Pin5为RX，接HC05的TX针脚
//Pin6为TX，接HC05的RX针脚
SoftwareSerial BT(6, 5);		//定义蓝牙输入输出引脚
char val;	//定义一个字符变量用于数据传输
void setup() {
  Serial.begin(38400); 		//串口输出，最终目标是温湿度传感器通过蓝牙发送到安卓手机，这两句其实可以不用写
  Serial.println("Buletooth is ready!");		//可以不写
  BT.begin(38400);		//定义蓝牙频率，nano连接蓝牙，他就用这个频率输出，无论是nano连蓝牙，还是蓝牙连串口都用这一个频率就对了，就好像nano连串口，输出频率要设置成9600，那么arduino软件串口的频率也要调成38400一样才能正确接收数据不会出现乱码一样。
}

void loop() {
  char chk = DHT11.read(DHT11PIN);	//之前已经实例化过了，现在是读取dht11数据
  BT.print(DHT11.temperature);		//蓝牙输出温度值
  BT.print("a");
  BT.print(DHT11.humidity);			//蓝牙输出湿度值
  BT.println("a");
  //当串口接收到数据读取串口赋值给val变量，并且蓝牙输出
  if (Serial.available()) {
    val = Serial.read();
    BT.print(val);
  }
  //当蓝牙接收到数据读取蓝牙赋值给val变量，并且串口输出
  if (BT.available()) {
    val = BT.read();
    Serial.print(val);
  }
  //我觉得上面两个if不用写也可以吧
  delay(1000);		//延迟1秒
}

以上就是传到nano上的源码了，还有一句没有说明，BT.print("a");就是这个，后面的App Inventor会用到。

蓝牙到底输出了什么，输出的是什么

我现在也没搞懂他到底输出了什么，我只知道他输出了温度值和湿度值，至于这个温度值和湿度值是什么格式我也不知道（后来知道能就是1个字节的8位整形无符号数），应该是int。

App inventor前端设计

样式就不说什么了，"连接蓝牙"是一个列表选择框，点击以后就会弹出蓝牙的列表，选择以后就建立蓝牙和手机的连接。

蓝牙客户端：
这里的蓝牙客户端所指的就是手机
字符编码：
默认设置为UTF-8，当然也可以支持ASCII，或者Unicode啥的，当然还有GBK，Big5，其他的我都没测试，有可能是蓝牙发送中文的时候会用得到。这里蓝牙到底发的啥我也不知道，所以就UTF-8吧。
分隔符字节码：
我的理解是，因为蓝牙每间隔1秒发送一次数据给手机，那么他给手机的就是例如：2430，其中24表示温度值，30表示湿度值，但是我显示在前端应该是两个数据，在这1秒钟里，所以我对于蓝牙发送过来的数据进行拆分。如何进行拆分呢？那么就要在数据之间加入分隔符，我下位机加入分隔符的方法就是BT.print("a");加入了a字符，但在这个分隔符字节码选项里面我试了，#号不行，其他符号也不行，英文也不行，只能是0-9，所以我认为，它是按照字节进行分隔的，于是我就填入了1，按照1个字节进行分割，所以在程序中加入了，PS：这个a也可以是其他字母，最好不要是数字，因为会跟温湿度值混淆，避免出错，也就是蓝牙会输出成这样：24 a 30 a，那么到安卓app上面按照字节再进行拆分。
此外还要设置一个计时器，计时器的作用是：让蓝牙发送和蓝牙客户端接收数据能够同步进行，当手机连接到蓝牙以后，计时器启动，手机客户端接收，不然的话有可能会导致数据错位。

这里计时器的计时间隔我也设置成为1秒。

以上是组件设计，以下是逻辑设计

连接蓝牙的方法


当蓝牙选择完成时计时器开始启用

输入列表变量默认为空文本

当到计时器间隔点时，先清空变量，然后接收数据

这个函数表示：如果蓝牙客户端(手机)获取到了数据，那么就将蓝牙接收到的数据以文本的形式进行分割，然后就将分割完成后的第1项设置成为温度的文本，第2项设置成为湿度的文本。经过测试后，成功了。
整体截图

以下是手机app的测试截图

当然，以上测试还在使用串口供电，arduino nano也可以使用2节18650电池供电，单节电池是3.7V，要大于5V就得两节。所以还要重新设计电路。
以下是
高仿小米温湿度传感器样式制作的安卓app截图

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