CN105448069A - 蓝牙控制器及操作方法 - Google Patents

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董卫珍
董洪勤
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Wuhan Huashen Technology Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C2201/00—Transmission systems of control signals via wireless link
    • G08C2201/40—Remote control systems using repeaters, converters, gateways

Abstract

一种蓝牙控制器及操作方法，包括PCB板和设置在PCB板上的蓝牙模块、电源口、网络外设接口、控制接口、通讯接口；电源口连接电源模块，为蓝牙控制器提供电能供应；蓝牙模块支持蓝牙通信的单片机模块；板载天线作为蓝牙模块的天线使用，直接与蓝牙模块相连；网络外设接口直接与蓝牙模块相连；控制接口直接的外部设备控制接口，用于与外部被控设备相连，内部直接或间接由蓝牙模块控制；通讯接口直接的外部设备通讯接口，用于与外部通讯设备相连，内部直接由蓝牙模块控制。无需后台管理软件，降低了应用成本。蓝牙(4.0)的低功耗功能可以将功耗降低很多。可通过手机转接接入网络，亦可通过预留的网络接口，扩展wifi模块或者GPRS模块，直接接入网络。

Description

蓝牙控制器及操作方法
技术领域
本技术方案所属技术领域为物联网、智能家居领域，涉及一种能与手机通讯的控制装置及操作方法。
背景技术
当前，物联网、智能家居行业内实现设备联网使用的大多是wifi模块，以该模块使得设备可以通过网络访问。这种方式存在一些问题：
一、智能家居行业内的设备不一定都要接入网络，接入用户可以方便操作的设备中，可以更好地满足用户的需求，如接入智能手机。
二、wifi模块功耗太高，在一些供电有限制(如使用电池)的应用场景下不适用。
三、软件成本高，无论是将设备接入云端，还是架设后台服务器都将加大软件成本。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种可以与手机直连的蓝牙控制器及操作方法，以解决上述问题至少一个方面。
根据本发明的一方面，提供一种蓝牙控制器，包括PCB板和设置在PCB板上的蓝牙模块、电源口、网络外设接口、控制接口、通讯接口；电源口连接电源模块，为蓝牙控制器提供电能供应；蓝牙模块支持蓝牙通信的单片机模块；板载天线作为蓝牙模块的天线使用，直接与蓝牙模块相连；网络外设接口直接与蓝牙模块相连；控制接口直接的外部设备控制接口，用于与外部被控设备相连，内部直接或间接由蓝牙模块控制；通讯接口直接的外部设备通讯接口，用于与外部通讯设备相连，内部直接由蓝牙模块控制。
进一步，还包括板载天线，板载天线作为蓝牙模块的天线使用，直接与蓝牙模块相连。
进一步，本发明可集成wifi模块或GPRS模块，在必要时，将该模块联网，以扩展网络模块。
进一步，蓝牙控制器与被控设备通过继电器、GPIO信号、串口或者其他通讯接口等方式对接，使得蓝牙控制器可对被控设备实施控制或者信息通讯。
由此，无需后台管理软件，降低了应用成本。蓝牙模块比wifi模块成本要低。蓝牙(4.0)的低功耗功能可以将功耗降低很多；静态功耗最低能降低到1uA。可通过手机转接接入网络，亦可通过预留的网络接口，扩展wifi模块或者GPRS模块，直接接入网络。
根据本发明的另一方面，提供一种蓝牙控制器的操作方法，步骤如下：
1、接入电源模块，外部电源电压需要在电源模块的输入范围内，3.3V到28V之间的直流电源；
2、连接被控设备，根据被控设备的控制类型选择不同的接口进行对接；
3、扩展网络外设，控制器需要拥有直接接入网络的能力时，将网络外设模块接入此接口；此网络外设扩展接口支持uart、spi通用通讯协议，将网络外设接入接口后，由蓝牙控制器通过该接口对网络模块进行相应的配置，以便接入网络。
4、手机操作，蓝牙控制器中不仅运行着蓝牙通讯协议，同时还运行着一个应用层协议，以便对手机与蓝牙控制器的通讯过程进行加解密操作，解析手机发来的信息，如是命令则执行该指令，如是通讯信息则转发该信息到指定外设。
附图说明
图1是本发明结构模块图；
图2是PCB板线路图。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明。
图1、图2中，一种蓝牙控制器，包括PCB板、蓝牙模块3、电源口、网络外设接口2、控制接口(5，6)、通讯接口(7,8)，所述被控设备的控制接口、数据接口与蓝牙控制器的响应接口对接；蓝牙控制器采用蓝牙4.0，以便达到功耗低(静态功耗1微安)、传输距离远(室内30米，室外100米)、通讯连接建立时间短(最短3毫秒)的设计要求；蓝牙控制器中可集成wifi模块(应用场景中存在无线网络信号)、或者GPRS模块(应用场景中无网络信号，如路灯控制)，在必要时，将该模块联网，以便实现网络控制；设备控制权限获取方式：管理者通过手机软件按照授权模式为被授权人员生成相应二维码，该被授权人员即可通过手机软件进行被授权操作。
图1中，所述电源口为蓝牙控制器提供电能供应；支持3.3V到28V的宽范围电压输入，输出3.3V。
所述蓝牙模块3支持蓝牙通信的单片机模块；推荐使用TI公司的CC254X系列芯片，该芯片集成了8051单片机，可同时作为控制器使用。
所述板载天线4作为蓝牙模块3的天线使用，直接与蓝牙模块3相连；使用板载天线4可以降低成本。
所述网络外设接口2直接与蓝牙模块3相连；推荐使用uart、spi等通用接口。该接口可用于与网络外设模块向连，为蓝牙控制器提供直接网络通讯能力。
所述控制接口(5,6)直接的外部设备控制接口，用于与外部被控设备相连，内部直接或间接由蓝牙模块3控制。控制接口类型有继电器控制型、高低电平型等。
所述通讯接口(7，8)直接的外部设备通讯接口，用于与外部通讯设备相连，内部直接由蓝牙模块3控制。通讯接口类型有uart串口型、spi型、韦根26、韦根34等。
本实施例中，蓝牙控制器可集成wifi模块或GPRS模块，在必要时，将该模块联网，以扩展网络模块。
蓝牙控制器与被控设备通过继电器、GPIO信号、串口或者其他通讯接口等方式对接，蓝牙控制器可通过手机设置通讯密码、权限、工作模式等，以及对用户操作权限进行验证；而无需架设后台服务器进行管理。
在本发明另一实施例中，提供一种蓝牙控制器的操作方法，使用具体步骤如下：
硬件连接方法：
电源：外部电源电压需要在电源模块1的输入范围内，3.3V到28V之间的直流电源；按照电源接口的正负极连接即可。
被控设备：根据被控设备的控制类型选择不同的接口进行对接。
如被控设备需要通过控制线路通断进行控制(电控锁)，则将设备的被控制线两端分别接入继电器的相应端子，而且按照应用场景要求选择常开、常闭两种连接方式，之后就可以通过手机向蓝牙控制器发送相应的控制命令来控制开关信号进而控制被控设备。
如被控设备需要通过高低电平进行控制(指示灯)，则将设备的被控制线接入电平控制接口，之后就可以通过手机向蓝牙控制器发送相应的控制命令来控制电平信号进而控制被控设备。
如被控设备需要通讯接口来进行复杂控制，则将设备的通讯接口接入相应的通讯接口(运行了uart、spi、韦根等协议的通讯口)，之后就可以通过手机向蓝牙控制器发送相应的控制信息，并由蓝牙控制器将控制信息转发给被控设备，同时被控设备的回应信息也可通过蓝牙控制器转发向手机端。
扩展网络外设：当控制器需要拥有直接接入网络的能力时，可以将网络外设模块接入此接口；此网络外设扩展接口支持uart、spi等通用通讯协议，将网络外设接入接口后，由蓝牙控制器通过该接口对网络模块进行相应的配置，以便接入网络。
手机操作：
蓝牙控制器中不仅运行着蓝牙通讯协议，同时还运行着一个应用层协议，以便对手机与蓝牙控制器的通讯过程进行加解密操作，解析手机发来的信息，如是命令则执行该指令，如是通讯信息则转发该信息到指定外设。
以上仅是本发明的一些实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种蓝牙控制器，其特征在于：包括PCB板和设置在PCB板上的蓝牙模块、电源口、网络外设接口、控制接口、通讯接口；电源口连接电源模块，为蓝牙控制器提供电能供应；蓝牙模块支持蓝牙通信的单片机模块；板载天线作为蓝牙模块的天线使用，直接与蓝牙模块相连；网络外设接口直接与蓝牙模块相连；控制接口直接的外部设备控制接口，用于与外部被控设备相连，内部直接或间接由蓝牙模块控制；通讯接口直接的外部设备通讯接口，用于与外部通讯设备相连，内部直接由蓝牙模块控制。
2.根据权利要求1所述的蓝牙控制器，其特征在于：还包括板载天线，板载天线作为蓝牙模块的天线使用，直接与蓝牙模块相连。
3.根据权利要求1所述的蓝牙控制器，其特征在于：还包括集成wifi模块或GPRS模块，与网络外设接口连接，在必要时，将该模块联网，以扩展网络模块。
4.根据权利要求1所述的蓝牙控制器，其特征在于：蓝牙控制器与被控设备通过继电器、GPIO信号、串口或者其他通讯接口等方式对接，使得蓝牙控制器可对被控设备实施控制或者信息通讯。
5.根据权利要求1所述的蓝牙控制器，其特征在于：蓝牙模块采用蓝牙4.0。
6.一种蓝牙控制器的操作方法，步骤如下：
一、接入电源模块，外部电源电压需要在电源模块的输入范围内，3.3V到28V之间的直流电源；
二、连接被控设备，根据被控设备的控制类型选择不同的接口进行对接；
三、扩展网络外设，控制器需要拥有直接接入网络的能力时，将网络外设模块接入此接口；此网络外设扩展接口支持uart、spi通用通讯协议，将网络外设接入接口后，由蓝牙控制器通过该接口对网络模块进行相应的配置，以便接入网络；
四、手机操作，蓝牙控制器中不仅运行着蓝牙通讯协议，同时还运行着一个应用层协议，以便对手机与蓝牙控制器的通讯过程进行加解密操作，解析手机发来的信息。
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