2024年3月12日发(作者：)

软件开发

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Software Development

基于Arduino和App Inventor2的空气温湿度检测系统设计

文/杨静

摘

要

运用Arduino和App

Inventor2开发空气温湿度检测

系统，将传统交互设计教学中的

界面与硬件相联系，能够更好的

理解交互设计与如何增强用户体

验。该系统主要由温湿度传感器、

Arduino UNO开发板、蓝牙通信模

块、手机App等构成，具有结构

简单、成本低廉、综合能力要求

较高的特点，适合作为项目教学

案例应用于交互设计专业和创客

教育中。

【关键词】Arduino App Inventor2 温湿度

蓝牙通信 交互设计

智能家居作为物联技术在居住环境中的

综合体现，现今已被越来越多的中国消费者所

接受。环境监测作为其中的一项重要组成部

分，通常会通过各种传感器对空气温度、湿

度、燃气浓度、火焰探测等项目进行监测。其

中空气温湿度的智能检测常作为附加功能应用

于空调、加湿器、除湿器等家电，需要启动体

量较大的家电才能实现检测，成本较高；而传

统的简易物理温湿度测量仪不具备手机实时显

示的功能，便捷性较低。本文设计提出的基于

Arduino和APP Inventor2的空气温湿度检测系

统，具有通过手机APP远程控制并实时显示

空气温湿度讯息的功能，具备系统结构简易、

硬件连接简单、软件制作便捷、APP软件界面

用户体验顺畅、成本较低的优点，十分适合作

为项目教学案例应用于交互设计专业和创客教

育中的编程教育中。

图1：组件列表与实际手机APP初始化界面

可扩展、硬件成本低等特点，活跃于国内外的

交互设计教育中。Arduino UNO是Arduino硬

件家族中最为适宜初学者使用的开发板，主要

由处理器、电源接口、扩展插槽，三大部分组

成。DHT11温湿度传感器是一款可输出数字

信号的温湿度复合传感器，稳定性较强，它的

湿度精度为+-5%RH，量程为20%-90%，温

度精度为+-2℃ ，量程为0℃-50℃ 。由于本

文设计中使用的APP Inventor2平台支持的无

线通信连接方式仅支持蓝牙，所以选择HC-06

作为通信硬件。HC-06蓝牙模块是一个从机模

式无线蓝牙数据传输器件，具有低耗能、低

成本、传输速率高等优点，通电后可自动进入

AT模式，快速闪烁红色小灯，有蓝牙设备接

入时红灯一直亮，本设计中用于接收和传递来

自Arduino和手机APP的指令。

DHT11温湿度传感器与Arduino UNO的

接线方式为：VCC接Arduino的5V；GND接

Arduino的GND；NC为不连接空脚；DATA

接Arduino的数字I/O脚位2。

HC-06蓝牙模块与Arduino UNO的接

线方式为：VCC接Arduino的5V；GND接

Arduino的GND；TXD发送端接Arduino的数

字I/O脚位0（RX）；RXD接收端接Arduino

的数字I/O脚位1（TX）。

本设计中有关于Arduino的编程使用

Arduino IDE进行开发，用于程序验证、上传、

调试和下载的操作，可在电脑端的串口监视器

中读取实时采集到的空气温湿度数值。程序主

要由定义变量及接口名称、设置通信波特率、

定义串口指令、获取数据、校对数据、处理数据、

空气温湿度数据显示等部分构成，在串口监视

器中输入“A”时开始检测温湿度，输入“B”

时停止检测，每隔1秒向串口监视器发送一次

温湿度数据，程序代码如下所示：

#include

#define pin 2

int temp;//温度

int humi;//湿度

int tol;//校对码

int j;

unsigned int loopCnt;

int chr[40] = {0};//创建数字数组存储数据

unsigned long time;

char flag_on =0;

void setup(){(9600);//设置波特

率为9600}

void loop()

{

while(ble()>0){

char c=();

if(c=='A'){flag_on =1;//设置开}

else if (c == 'B'){flag_on =0;//设置关}

}

if(flag_on)//设置温湿度检测{

bgn:

delay(2000);

pinMode(pin,OUTPUT); //设置2号接

口为输出模式

digitalWrite(pin,LOW); //输出低电平

delay(20);

digitalWrite(pin,HIGH);//输出高电平

delayMicroseconds(40);

digitalWrite(pin,LOW);

pinMode(pin,INPUT); //设置2号接口为

输入模式

//高电平响应信号

loopCnt=10000;

while(digitalRead(pin) != HIGH){

if(loopCnt-- == 0){

1 系统结构

本系统由检测对象、温湿度传感器、

Arduino开发板、无线通信模块、手机APP等

部分构成。检测对象为空气温湿度信息；传感

器把在空气中获取的温湿度信息转变为电信号

输出至Arduino开发板；开发板首先将接收到

的空气温湿度信息进行数据处理，通过比特与

数值的换算公式，输出可直接读取的温湿度数

字和符号信息，例如“32℃ 78%”；然后开

发板通过无线通信模块与控制手机相连接，手

机APP接收并显示开发板输出的温湿度信息。

2 Arduino的硬件连接与编程

本文设计中使用的电路硬件有Arduino

UNO板、DHT11温湿度传感器以及HC-06无

线蓝牙通信模块。Arduino是一个集合开发板

硬件、Arduino IDE程序开发环境、Arduino编

程语言，三个部分的开源工作平台，拥有适合

编程零基础的学生学习的编程语言和强大的控

制器，因其跨平台、开源性、易学性、灵活性、

●项目编号2015JB03；浙江安防职业技术学院院级精品资源共享课程《智能安防产品设计开发》。

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电子技术与软件工程