Arduino+JDY-10M蓝牙组网

2024-02-22 12:15:46

一、开始

1、软件和硬件准备：

以下软件网上都可以很容易找到。

nrf connect APP 用于手机蓝牙连接单片机蓝牙时进行测试
SSCOM 串口调试软件
Arduino IDE
总的硬件需求，可以针对不同场景选择个数：
计算机1台、可支持蓝牙的手机1台（用于手机拦截蓝牙模块的测试）
2个或3个JDY-10M模块和2个USB转ttl模块（用于通过一台电脑测试两个JDY蓝牙模块间的通讯）、
1个或2个Arduino单片机、杜邦线若干。
实际上，硬件部分得看你的需求，如果只是两个模块蓝牙通讯使用HC-05更加方便，一主一从，即插即用。而，JDY-10M的通讯相对HC-05麻烦很多，主要是它传输的数据是以十六进制的形式，且存在数据信息头，这中间会涉及数据的转换问题，如果是蓝牙组网，需要自定义数据的读取和接收方便识别，当然该模块功能也会强大一些。以下是本人踩坑笔记，网上关于Arduino+JDY-10M的教程不多，主要是官方使用说明文档，个人感觉对初学者和Arduino使用者并不友好。先上个JDY-10M模块的图片：

2、软件学习

nrf connect APP。
这个软件比较强大，我们只需要知道如何连接蓝牙，如何发送串口数据，如何查询接收的数据。
手机与蓝牙模块配对，看这里：
nrf connect使用方法：链接
如何使用nRF Connect的数据读取和发送功能：链接
不同app版本，可能界面会有差异，但是功能应该都差不多。
SSCOM软件界面如图：

这里面需要注意，“加回车换行”、“HEX发送（表示以十六进制的形式显示发送和接收的字符数据）”、“HEX显示”，这是调试和踩坑的关键点。
Arduino IDE的使用就不说了。

3、知识储备

最重要的知识储备，肯定是官方的JDY-10M使用说明书了，多看几遍。这部分文档，网上找不到，可以去淘宝卖模块的地方找下载链接，内容基本大同小异。以下是大概的内容截图，主要是那3个pdf文件了。

二、正式上菜

1、设置和配对（以3个JDY-10M模块为例，A、B、C）

(1) 设置说明：

用过蓝牙的都知道AT命令行，这个蓝牙模块也是一样有的这些命令，具体见“使用说明”。
JDY-10M蓝牙不需要通过按键来进入AT命令模式，只要在没有连接其它蓝牙模块的情况下，就可以直接输入AT命令进行蓝牙设置。其中，串口默认的波特率为115200bps，这个可以后期修改。
（AT 指令区分大小写，均以回车、换行字符结尾：\r\n，特别注意电脑串口工具发结束符，不需要输入\r\n，只需要沟选发送回车就行：资料附带串口工具）

(2) 配对：

先给出，官方文档（应该算是官方文档吧，反正红色的字不是我写的）

按照以上配置教程，应该差不多可以配置完全，主要是第3步的短地址不同而已。然后，若是想重新设置波特率，就是AT+BAUD+波特率。其它设置，如，配对密码之类的就看说明书的命令行介绍。
(3) 简单说明关键问题。：
（1）同一个网路中，每个蓝牙模块组网ID必须相同。同一个网络中，每个蓝牙模块广播名（即搜索蓝牙时显示的名称）必须相同。同一个网络中，每个蓝牙模块短地址必须不同。组网ID和广播名是不同的。
即，A、B、C的组网ID都是相同的，A、B、C的广播名也是相同的，A、B、C的短地址都是不同的。
（2）组网ID号、广播名、短地址有长度和数字或字母限制，其中，短地址只有两位字符，是十六进制表示。
（3）个人感觉增加这么多名称，组网ID是在多个蓝牙组网的情况下可以通过组网ID进行区分网络。广播名就是蓝牙名，同一个网络下相同，方便区分同一网络下的蓝牙模块。短地址是则是区分同一个网络下，该蓝牙唯一的标志。

2、数据传输

方案一：

首先，用电脑进行测试，2个USB转ttl分别连接2个JDY-10M蓝牙模块，连接方法，RX-TX，TX-RX，5V-5V，GND-GND。
再都插入同一台电脑，打开两个SSCOM软件窗口。也可以分开插入2台电脑，并分别打开SSCOM软件。
还是先看官方文档：

前期配对好后，单击“打开串口”，输入数据“AAFBFFFF313233”，单击“发送”。。。很多人在这里就没然后了。并没有出现文档说的，“组网成功，所有模块将会串口输出123信息”。
问题：
发送串口数据，不能勾选“加回车换行”，且，勾选“HEX发送”。
调试的过程中，为方便查看，可以有选择性的勾选“HEX显示”，因为这个蓝牙模块传输的数据是十六进制，方便查看串口传输过来的数据。

方案二：

JDY-10M蓝牙模块相比HC-05麻烦的就是传输数据的格式——十六进制，这是多次踩坑的关键。
如果，方案一可以走通，说明已经知道该蓝牙模块的数据传输关键了。然后就是，Arduino如何传输数据。
首先，用电脑连接1个USB转TTl再连接1个JDY-10M蓝牙模块A，一个Arduino单片机连接1个JDY-10M蓝牙模块B。
这里的关键问题就是，数据的读取和接收。如果只是简单通过以上连接来发送和接收数据，是看不到效果的。因为传输数据的格式有限制，不像HC-05发送什么就接收什么。
（1）JDY-10M传输的数据

根据以上数据格式，来解读一下。
（a）发送数据。
该模块发送的数据，每条数据前都必须带有"AAFB"的数据头+“FFFF”短地址+“~~”你的数据。这都是十六进制的写法，即两位表示一个0—255的数，最大为FF。
其中，“FFFF”表示你的短地址，如，设置的蓝牙模块A短地址为“AT+MADDR01”，设置的蓝牙模块A短地址为“AT+MADDR02”，B单独向A蓝牙模块发送数据“abc”的格式为，“AAFB0001abc”。
每次发送的数据，限制为10个字节，如“1234567890”，即，最多为“AAFBFFFF1234567890”。
（b）接收数据
接收数据，每条数据之前都会有“AA或BB”数据类型+“01”地址+“04”数据长度+“~”实际的数据。如，以上A接收到的数据为“AA0203abc”。
（2）Arduino传输的数据
Arduino的发送方式Serial.println()是将字符转成对应的ASCII码，再发送。即，Serial.println(“1”);实际上是发送的‘1’字符对应的49这个数字。
所以，使用Arduino和JDY-10M组网的一个关键问题就是，数据格式转换，如何将Arduino发送的ASCII转为十六进制数据。
JDY-10M属于低功耗蓝牙（单模），所以每次传输的数据有限，且每次发送数据中间需要有时间间隔，否则也会发送失败。
如下程序段，简单表示Arduino使用JDY-10M。

char a[7] = {0xAA, 0xFB, 0xFF, 0xFF, 0x32, 0x33, 0x38};
char head1[4] = {0xAA, 0xFB, 0x00, 0x01}; 
char head2[4] = {0xAA, 0xFB, 0xFF, 0xFF};
//jdy-10m的蓝牙地址，对应的是十六进制的表示方法
String testStrData = "";
void setup() {
	Serial.begin(9600);
    pinMode(13, OUTPUT);
    for (int i = 0; i < 7; i++)
    {
    	//Serial.println(a[i],DEC);//输出的是十六进制对应的ASCII码。
    	//Serial.println(a[i],HEX);//输出十六进制数据
    	//相当于这里已经保存为Ascii对应的值到数组中
    	testStrData += a[i];
  	}
  	testStrData += "ABC"; //将发送数据从“238”变为“238ABC”
  	delay(100);
  	Serial.print(testStrData);//向所有组网蓝牙能够发送数据。自己也会受到该数据
  	delay(100);
}

void loop() {
	//========================发送数据========================
	String str0="1234a";
	delay(100);//预留的时间不能太短
    for (int k = 0; k < 4; k++) //数据头
    {
    	Serial.print(head1[k]);
    	//表示向蓝牙A发送数据的信息头，即代表向哪个蓝牙发送数据
    }
    Serial.print(str0);//向蓝牙B发送的数据，字节数小于等于10
    delay(100);
    //========================接收数据========================
    char a;
	bool inputBool = false;
	String tempStrData = ""; //置空字符串
  	while (Serial.available() > 0)
  	{
    	a = char(Serial.read());
    	//以下用于确认是正在发送数据，因为蓝牙模块之间会不断的发送地址之类的数据。
    	//影响通过数据个数判断是否是有用的数据
    	if (a == 0xFFFFFFAA) //判断输入的第一个数据，这是十六进制的补码
      		inputBool = true;
    	if (inputBool == true) 
    	{
      		tempStrData += a; 
      		//将上位机输入的bytes数据转为char，再组成字符串，也是数组
    	}
    	delay(2);//必不可少的的延迟，不然数据读取不完全
    }
    //以上while循环是将蓝牙模块传过来的数据进行保存，保存的数为char类型。
    //第一个AA对应的ASCII是170，而它对应的字符不在ASCII表中，输出则会显示乱码
    String str00="";
    if (tempStrData.length() > 3)  //jdy接收数据前面有3个字节是串口数据信息
  {     
    for (int ii = 3; ii < tempStrData.length(); ii++) 
    {//若接收的数据太长，也无法发送出去
      	str00 += tempStrData[ii];
    }
    if (str00 == "012") //输入的字符是012，即在蓝牙B中发送AAFB0002012
    {
    	digitalWrite(13, HIGH);
      	delay(100);//预留的时间不能太短
      	for (int k = 0; k < 4; k++) //数据头
      	{
        	Serial.print(head1[k]);
      	}
      	Serial.print("qweqwe");//向蓝牙A中发送AAFB0001qweqwe
      	delay(100);
    }
    else if (str00 == "0123456789") 
    {
    	digitalWrite(13, HIGH);
      	delay(100);//预留的时间不能太短
      	for (int k = 0; k < 4; k++) //数据头
      	{
        	Serial.print(head1[k]);
      	}
      	Serial.print("asdasd");
      	delay(100);
    }
  }
    //=======================结束=========================
}

注意事项:
（a）testStrData += “ABC”;和testStrData = testStrData + “ABC”;有时候是有区别的，后者有时候将字符串的‘\0’给加上，几次使用在这里也有坑。平时正常使用，两者是等价的。但是偶尔会有这种情况。。。具体没有深究。
（b）Serial.print()和Serial.println()是有区别的。发送数据时后者会加上“换行回车”两个字符，所以计算字符的时候，若加上这两个字符超过了10字节会发送失败，且PC端串口助手显示的时候也会乱码。JDY-10M若一次发送的数据超过10个字节会发送失败。
（c）每次发送数据需要有延时，否则也会失败，特别是频繁发送数据时。最低延时，亲测是50ms。
（d）注意信息头是十六进制的表示，在设计接收的时候需要注意数据格式转换。注意，字符，ASCII码，ASCII码对应的十六进制表示。
（e）顺便说明一个情况，为什么这里需要用十六进制来表示信息头而不是字符呢？因为“0xAA”=170，而它对应的字符不是字母、符号或数字，无法写出来。其次，写成和蓝牙规定的数据格式一样方便查看。Arduino在传输数据的时候，也会将0xAA对应的char字符转为它的ASCII的十进制表示170进行传输。
（f）以上代码，没有单独测试，但是关键信息都在里面了。
（3）过程
方案二的通讯过程，就是PC端使用SSCOM打开蓝牙A，再以十六进制的形式向单片机蓝牙B发送数据，记得去掉勾选"加回车换行”，如，“AAFB0002012”。单片机蓝牙B接收到数据“AA0103012”，并点亮13引脚的LED等，同时返回“qweqwe”字符串，此时，A蓝牙接收到数据“AA0206qweqwe”。
以上是从PC端主动发送数据。程序中还包括，单片机蓝牙B时刻在向PC端蓝牙发送数据“1234a”。
若将head1全部改为head2，则蓝牙会想单片机和PC所有组网内的蓝牙发送数据。
但对所有蓝牙模块发送数据，可能会导致导致陷入死循环，因为JDY-10M蓝牙模块具有转发功能，所以程序设计需要合理。
（4）PC端数据
以上（3）说的是利用SSCOM串口助手来发送的数据，那如何在程序中发送串口数据呢？
关键问题就是，数据格式，即，如何将发送数据字符串转成ASCII，再由ASCII又转为字符串，具体根据不同编程语言会有差异。

方案三：

手机连接JDY-10M蓝牙模块，该部分比较简单，了解了nrf connect APP的使用后，可以很容易的发送和接收数据。
这里需要注意的是，蓝牙模块向手机发送的数据，没有信息头或者字节数超过10，nrf app也是可以接收到的，因为手机蓝牙不熟JDY-10M蓝牙模块的限制。另外，我遇到的一个问题是，当手机nrf APP连接某一个蓝牙模块时，该蓝牙模块会自动从组网中断开。。。这个好像违背了组网的目的，具体没有深究。

方案四：

两个或多个单片机之间进行通讯，这个就需要设置接收和发送数据的交互逻辑了，根据方案二可以进行拓展，这里就不写了。总之，蓝牙组网根据短地址识别唯一的蓝牙，通过发送和接收数据的信息头，进而识别是哪个蓝牙发送和哪个蓝牙接收。

三、最后

还是有必要说明一下，JDY-10M是一个功能十分强大的蓝牙模块，属于低功耗蓝牙，有自己的应用场景，不是任何场景都适合，比如，存在每次最多只能传输10个字节、每次发送数据都需要等待时间等问题，但是也有耗电量小、可同时组成庞大的蓝牙网络、体积小等优点。
以上教程的内容只是最简单的使用。如，JDY-10M蓝牙模块本身还带有引脚，如4路PWM控制，可以之间用于电路的设计，如简单控制LED灯等。

学无止境~

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