微信小程序连接低功率蓝牙控制单片机上硬件设备

1.软件部分介绍

　　微信小程序是一种新的应用，用户不需要下载应用只用通过扫二维码或者打开链接就能使用，使用完后不需要卸载，直接关闭就行了。微信在2017年初推出微信小程序开发环境。任何企业，媒体，个人都可以注册开发。是一种全新的 开发模式。微信也因此受到许多程序员的一致好评，尤其是微信小程序的云开发，提供大量数据处理接口，让初学者也可以很快入手。不需要后端数据库的支持，自己一个人就可以开发前端和后台。

微信小程序为蓝牙模块提供了18个API。其中低功率蓝牙9个，传统蓝牙9个。本次设计使用了其中的9个接口：

(1) openBluetoothAdapter，这个API用来初始化蓝牙适配器；

(2) startBluetoothDevicesDiscovery，开始搜索蓝牙设备；

(3) onBluetoothDeviceFound，判断搜索到的蓝牙设备的信号强度；

(4) createBLEConnection，连接搜索到的蓝牙设备；

(5) stopBluetoothDevicesDiscovery，关闭搜索蓝牙设备；

(6) getBLEDeviceServices，获取蓝牙的deviceId；

(7) getBLEDeviceCharacteristics，获取蓝牙设备服务的所有特征值；

(8) notycharacteristicsId，启用低功耗蓝牙特征值的notify功能；

(9) writeBLECharacteristicValue，通过微信小程序向蓝牙模块发送命令。

　js源代码

Page({
    /**
     * 页面的初始数据
     */
    data: {
        connect: false,
        send_hex: false,
        send_string: true,
        send_string_val: 'Hex',
        recv_string: true,
        recv_string_val: 'Hex',
        recv_value: '',
        send_number: 0,
        recv_number: 0,
        recv_hex: true,
        wendu: 30,
        yanwu: 60
    },
    /*** 生命周期函数--监听页面加载 */
    onLoad: function (options) {
        wx.stopBluetoothDevicesDiscovery({
            success: function (res) {
                console.log('停止搜索设备', res)
            }
        })
        console.log(options);
        this.setData({
            deviceId: options.id,
            deviceName: options.name
        });
        console.log('设备的ID', this.data.deviceId);
    },
    /*** 生命周期函数--监听页面显示 */
    onShow: function () {
        wx.stopBluetoothDevicesDiscovery({
            success: function (res) {
                console.log('停止搜索设备', res)
            }
        })
        var that = this;
        /* 连接中动画 */
        wx.showLoading({
            title: '连接中...',
        });
        /* 开始连接蓝牙设备 */
        wx.createBLEConnection({
            deviceId: that.data.deviceId,
            success: function (res) {
                console.log('连接成功', res);
                wx.hideLoading();
                /* 获取设备的服务UUID */
                wx.getBLEDeviceServices({
                    deviceId: that.data.deviceId,
                    success: function (service) {
                        that.setData({
                            serviceId: "0000FFE0-0000-1000-8000-00805F9B34FB" //确定需要的服务UUID
                        });
                        console.log('需要的服务UUID', that.data.serviceId)
                        that.Characteristics(); //调用获取特征值函数
                    },
                });
                that.setData({
                    connect: true
                })
            },
        })
    },
    Characteristics: function () {
        var that = this;
        var device_characteristics = [];
        var characteristics_uuid = {};
        wx.getBLEDeviceCharacteristics({
            deviceId: that.data.deviceId,
            serviceId: that.data.serviceId,
            success: function (res) {
                var characteristics = res.characteristics; //获取到所有特征值
                var characteristics_length = characteristics.length; //获取到特征值数组的长度
                console.log('获取到特征值', characteristics);
                console.log('获取到特征值数组长度', characteristics_length);
                that.setData({
                    notycharacteristicsId: "0000FFE1-0000-1000-8000-00805F9B34FB", //需确定要的使能UUID
                    characteristicsId: "0000FFE1-0000-1000-8000-00805F9B34FB" //暂时确定的写入UUID
                });

                console.log('使能characteristicsId', that.data.notycharacteristicsId);
                console.log('写入characteristicsId', that.data.characteristicsId);
                that.notycharacteristicsId(); //使能事件
            },
        })
    },
    /* 使能函数 */
    notycharacteristicsId: function () {
        var that = this;
        var recv_value_ascii = "";
        var string_value = "";
        var recve_value = "";
        wx.notifyBLECharacteristicValueChange({
            deviceId: that.data.deviceId,
            serviceId: that.data.serviceId,
            characteristicId: that.data.notycharacteristicsId,
            state: true,
            success: function (res) {
                console.log('使能成功', res);
                /* 设备返回值 */
                wx.onBLECharacteristicValueChange(function (res) {
                    var length_hex = [];
                    var turn_back = "";
                    var result = res.value;
                    var hex = that.buf2hex(result);
                    console.log('返回的值', hex);
                    if (that.data.recv_string == true) {
                        /* 成功接收到的值的展示 */
                        that.setData({
                            recv_value: that.data.recv_value + hex
                        });
                        /* 接收成功的值的字节 */
                        var recv_number_1 = that.data.recv_number + hex.length / 2;
                        var recv_number = Math.round(recv_number_1);
                        that.setData({
                            recv_number: recv_number
                        });
                    } else {
                        console.log('设备返回来的值', hex);
                        var f_hex = hex;
                        var length_soy = f_hex.length / 2;
                        var length = Math.round(length_soy);
                        for (var i = 0; i < length; i++) {
                            var hex_spalit = f_hex.slice(0, 2);
                            length_hex.push(hex_spalit);
                            f_hex = f_hex.substring(2);
                        }
                        console.log('length_hex', length_hex);
                        for (var j = 0; j < length_hex.length; j++) {

                            var integar = length_hex[j]; //十六进制
                            recve_value = parseInt(integar, 16); //十进制
                            console.log('recve_value', recve_value);

                            turn_back = turn_back + String.fromCharCode(recve_value);
                            console.log('turn_back', turn_back);
                        }

                        console.log('最终转回来的值', turn_back)
                        var recv_number_1 = that.data.recv_number + turn_back.length;
                        var recv_number = Math.round(recv_number_1);
                        that.setData({
                            recv_number: recv_number,
                            recv_value: that.data.recv_value + turn_back
                        })
                    }
                });
            },
            fail: function (res) {
                console.log('使能失败', res);
            }
        })
    },
    /* 断开连接 */
    DisConnectTap: function () {
        var that = this;
        wx.closeBLEConnection({
            deviceId: that.data.deviceId,
            success: function (res) {
                console.log('断开设备连接', res);
                wx.reLaunch({
                    url: '../index/index',
                })
            }
        });
    },
    /*** 生命周期函数--监听页面卸载  */
    onUnload: function () {
        var that = this;
        wx.closeBLEConnection({
            deviceId: that.data.deviceId,
            success: function (res) {
                console.log('断开设备连接', res);
            }
        });
    },
    /* 清除Recv Bytes */
    CleanNumberRecv: function () {
        this.setData({
            recv_number: 0
        })
    },
    /* ArrayBuffer类型数据转为16进制字符串 */
    buf2hex: function (buffer) { // buffer is an ArrayBuffer
        var hexArr = Array.prototype.map.call(
            new Uint8Array(buffer),
            function (bit) {
                return ('00' + bit.toString(16)).slice(-2)
            }
        )
        return hexArr.join('');
    },
    switch1Change: function (e) {
        var that = this;
        let buffer = new ArrayBuffer(1)
        let dataView = new DataView(buffer)
        if (e.detail.value) {
            dataView.setUint8(0, 0)
        } else {
            dataView.setUint8(0, 1)
        }

        wx.writeBLECharacteristicValue({
            deviceId: that.data.deviceId,
            serviceId: that.data.serviceId,
            characteristicId: that.data.characteristicsId,
            value: buffer,
            success: function (res) {
                console.log('数据发送成功', res);
                console.log(buffer);
            },
            fail: function (res) {
                console.log('调用失败', res);
                /* 调用失败时，再次调用 */
                wx.writeBLECharacteristicValue({
                    deviceId: that.data.deviceId,
                    serviceId: that.data.serviceId,
                    characteristicId: that.data.characteristicsId,
                    value: buffer,
                    success: function (res) {
                        console.log('第2次数据发送成功', res);
                    }
                })
            }
        })
    },
    switch1Change1: function (e) {
        var that = this;
        let buffer = new ArrayBuffer(1)
        let dataView = new DataView(buffer)
        if (e.detail.value) {
            dataView.setUint8(0, 2)
        } else {
            dataView.setUint8(0, 3)
        }
        wx.writeBLECharacteristicValue({
            deviceId: that.data.deviceId,
            serviceId: that.data.serviceId,
            characteristicId: that.data.characteristicsId,
            value: buffer,
            success: function (res) {
                console.log('数据发送成功', res);
                console.log(buffer);
            },
            fail: function (res) {
                console.log('调用失败', res);
                /* 调用失败时，再次调用 */
                wx.writeBLECharacteristicValue({
                    deviceId: that.data.deviceId,
                    serviceId: that.data.serviceId,
                    characteristicId: that.data.characteristicsId,
                    value: buffer,
                    success: function (res) {
                        console.log('第2次数据发送成功', res);
                    }
                })
            }
        })
    },
    add: function (e) {
        var id = e.target.id;
        if (this.data[id] > 98) {
            wx.showToast({
                title: '已超过最大数值',
                icon: 'loading',
                duration: 2000
            })
            return;
        }
        this.setData({
　　　　　　[id]: +this.data[id] + 1
        });
        this.numbers(id)
    },
    lessen: function (e) {
        var id = e.target.id;
        if (this.data[id] < 1) {
            wx.showToast({
                title: '已小于最小数值',
                icon: 'loading',
                duration: 2000
            })
            return;
        }
        this.setData({
　　　　　　　[id]: +this.data[id] - 1
        });
        this.numbers(id)
    },
    changeVal: function (e) {
        var id = e.target.id;
        if (e.detail.value < 1 || e.detail.value > 100) {
            wx.showToast({
                title: '请输入有效数值',
                icon: 'loading',
                duration: 2000
            })
            return;
        }
        this.setData({
　　　　　　[id]: e.detail.value
        });
        this.numbers(id)
    },
    numbers: function (id) {
        var that = this;
        var number = '9';
        let buffer = new ArrayBuffer(1)
        let dataView = new DataView(buffer)
        console.log(id)
        if (id == 'wendu') {
            number = '8' + that.data[id];
            dataView.setUint8(0, 8)
        } else {
            number = number + that.data[id];
            dataView.setUint8(0, number)
        }
        wx.writeBLECharacteristicValue({
            deviceId: that.data.deviceId,
            serviceId: that.data.serviceId,
            characteristicId: that.data.characteristicsId,
            value: buffer,
            success: function (res) {
                console.log('数据发送成功', res);
                console.log(buffer);
            }
        })
    }
})

wxss源代码

.connect_box {
    width: 100%;
    height: 30px;
    line-height: 30px;
    font-size: 32rpx;
    color: #666;
    font-family: "Microsoft YaHei";
}
.connect_device_name{
    float: left;
    padding-left: 10px;
    color: #39beff;
}

.connect_state {
    float: right;
    padding-right: 10px;
    text-decoration: underline;
    color: #39beff;
}

.fan{
  width: 2rem;
  height: 2rem;
  vertical-align: middle;
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  vertical-align: middle;
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.num {
  display: inline-block;
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  text-align: right;
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}

.num input {
  display: inline-block;
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  border-right: none;
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.num text {
  display: inline-block;
  width: 1.4rem;
  height: 1.4rem;
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  text-align: center;
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  color: #dcdcdc;
}
.wendu{
  width:1.9rem;
  height:2rem;
  vertical-align:middle;
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  margin-right:.3rem;
}

wxml源代码

<view class="connect_box">
    <text class='connect_device_name'>{{deviceName}}</text>
    <text wx:if="{{connect}}" class="connect_state" catchtap="DisConnectTap">已连接</text>
    <text wx:else class="connect_state">未连接</text>
</view>
<view >
  <view class="detail_box">
   <image src='../../images/airFan.png' class="fan"></image>
   <view class='name'>风扇</view>
   <switch bindchange="switch1Change" class='key' />
  </view>
    <view class="detail_box">
    <image src='../../images/waterPump.png' class="water"></image>
    <view class='name'>水泵</view>
    <switch  bindchange="switch1Change1" class='key' />
  </view>
  <view class="detail_box">
    <image src='../../images/temperature.png' class="wendu"></image>
    <view class='name'>温度阀值</view>
    <view class='num'>
      <text style='border-radius: 3px 0 0 3px;' id='wendu' bindtap='lessen'>-</text>
      <input type='number' value='{{wendu}}' name='piece' id='wendu' bindblur="changeVal" />
      <text style='border-radius: 0 3px 3px 0;' id='wendu' bindtap='add'>+</text>
    </view>
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    <image src='../../images/smog.png' class="water"></image>
    <view class='name'>烟雾阀值</view>
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      <input type='number' value='{{yanwu}}' name='piece' id='yanwu' bindblur="changeVal" />
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  </view>
 
</view>

 微信小程序展示页面

        

  微信小程序不能在电脑上模拟，智能用手机操作，我们需要用手机打开我们的微信小程序。首先如果手机蓝牙没有打开回提醒打开蓝牙重新加载。如果手机蓝牙打开了就会去搜索附近的蓝牙模块，搜索到自己的低功率蓝牙，点击就可以连接到自己的蓝牙。我们就到了控制页面。
　　我们可以通过微信小程序风扇和水泵。点击开关时会调用writeBLECharacteristicValue接口通过蓝牙模块给单片机发送指令，控制单片机上的风扇和水泵等硬件设备。

2.硬件设备介绍

　　硬件部分主要介绍单片机、低功率蓝牙、风扇和水泵。单片机用什么型号的都行，都能与蓝牙模块正常通信，收发数据。低功率蓝牙主要优点是功率低，寿命长，价格便宜。多用于硬件连接上位机软件。风扇和水泵是外接设备，由单片机控制。

1.单片机
　　单片机的型号是stc89c52rc,STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但是做了很多的改进使得芯片具有传统的方法51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
2.蓝牙模块
　　我用的是蓝牙型号是HC-06,给HC-06上电之后，HC-06的指示灯会不停地闪烁，这个时候就标志着进入AT模式了，配置的时候，HC-06的Rx和Tx 接到 51单片机的 Rx和 Tx，一般是P3.0,和P3.1，正常工作时，HC-06的Rx和Tx 接到 51单片机的 Tx和 Rx，8位数据位，1位结束位，无奇偶校验。一般HC-06模块的默认名称就是hc-06，默认配对密码是1234或0000。我们如果连接微信小程序，我们要把密码取消，这样微信小程序才能直接来连接。
3.风扇和水泵　　
　　风扇和水泵是直接供电就可以使用，我们只需要一个继电器就可以控制这两个设备，我选择了P3.5,P3.4这两个引脚来控制，高电平驱动，低电平关闭,这两个外接设备主要是测试数据有没有接受成功。

单片机程序主程序

void ctrl(unsigned char a)    //单字节数据接收
{                            //注意：若单片机TXD（P3.1）无上拉能力，必须在P3.1端接上拉电阻。本次测试需要接上拉电阻
    TI=0;    
    SBUF=a;
    while(TI==0);
    TI=0;
    Mode=1;
    if(SBUF==0){
        LED_yanwu=0;
        baojing=0;
        fs=0;
        led1=0;
        led2=0;
      }else if(SBUF==1){
        LED_yanwu=1;
        baojing=1;
        fs=1;
        Mode=0;
      }else if(SBUF==2){
        baojing=0;
        LED_wendu=0;
        fs1=0;
      }else if(SBUF==3){
        baojing=1;
        LED_wendu=1;
        fs1=1;
        led1=0;
        led2=0;
        Mode=0;
      }
} 
void main()
{
    check_wendu();
    check_wendu();
    Init1602();
    ES=0;                                  //关中断
    SCON = 0x50;                        // REN=1允许串行接受状态，串口工作模式1,
                                          //10位UART（1位起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验），波特率可变
    TMOD = 0x20;                        // 定时器1工作于方式2，8位自动重载模式, 用于产生波特率
    TH1=TL1=0xFD;                       // 波特率9600 （本次测试采用晶振为11.0592）
    PCON &= 0x7f;                       // 波特率不倍增
    TR1 = 1;                              //定时器1开始工作，产生波特率                
    TI=0;                                  //接收标志位置0
    RI=0;

    ES=1;
    while(1)
    {
        temp=ADC0809();
        check_wendu();
        Key();
        if(RI==1)                     // 是否有数据到来
        {
          RI = 0;
          ctrl(SBUF);
        }       
        Display_1602(yushe_wendu,yushe_yanwu,c,temp); //c温度值，temp烟雾值
        if(Mode==0)
        {
            if(temp>=yushe_yanwu)
            {
                LED_yanwu=0;
                baojing=0;
                fs=0;
            }
            else
            {
                LED_yanwu=1;
            }
            if(c>800){
                c = 0;
            }
            if(c>=(yushe_wendu*10))
            {
                baojing=0;
                LED_wendu=0;
                fs1=0;
            }
            else
            {
                LED_wendu=1;
            }
            if((temp<yushe_yanwu)&&(c<(yushe_wendu*10)))
            {
                baojing=1;
                fs=1;
                fs1=1;
            }
        }  
    }
}

硬件实物图

       

 　数据采集显示正常，微信小程序可以正常控制单片机的水泵和风扇，通信正常无异常。硬件部分我就简单的拿出来说了一下，所涉及到的知识肯定比我展示到的多，软件部分主要是对低功率蓝牙的搜索，连接，发送数据比较麻烦。

    视频链接：http://v.youku.com/v_show/id_XNDE1ODI1NzI2NA==.html?x&sharefrom=android&sharekey=f051256eda08cc3764d9d6d7a5d231788