蓝牙胎压监测系统的协议设计与微信小程序实现

蓝牙胎压监测系统的协议设计与微信小程序实现

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CSDN

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https://blog.csdn.net/qq_41126242/article/details/144213953

随着智能汽车和智能家居技术的迅速发展，胎压监测系统（TPMS）作为确保汽车安全运行的重要设备，已经逐渐普及。通过智能蓝牙技术，车主可以通过手机随时查看轮胎的实时胎压信息，提前识别潜在的轮胎问题。本文将详细介绍蓝牙胎压监测系统的协议设计与微信小程序实现，包括模块设计、协议设计、蓝牙通信、以及微信小程序代码实现等方面。

系统设计概述

系统包括两大核心部分：

1. 蓝牙胎压传感器模块：负责实时监测汽车轮胎的压力和温度，并通过蓝牙发送数据到手机。
2. 微信小程序：通过蓝牙与传感器模块通信，接收胎压数据并进行显示、报警等功能。

蓝牙协议设计

为了确保系统稳定性和数据的准确性，设计了一套专用的蓝牙协议，协议涉及数据格式、传输频率、错误处理等内容。

数据结构

传感器模块采集的数据包括轮胎的实时压力、温度和传感器状态。数据结构设计如下：

• Header: 数据包头，固定1字节，用于区分数据包类型。
• Tire ID: 轮胎标识符，1字节，区分不同的轮胎。
• Pressure: 胎压，4字节（float），单位为Bar。
• Temperature: 温度，4字节（float），单位为摄氏度。
• Battery: 电池电量，1字节，0-100表示电池百分比。
• CRC: 校验码，2字节，用于检测数据传输过程中是否发生错误。

通信协议

蓝牙模块使用BLE（低功耗蓝牙）通信协议，设备在工作时定期向连接的手机发送数据。通信频率为每分钟一次，当胎压或温度异常时，设备会增加数据传输频率，立即向手机发送报警信息。

• 连接请求：手机通过BLE向传感器模块发起连接请求。
• 数据请求：手机通过发送数据请求命令获取胎压数据。
• 数据传输：胎压数据通过蓝牙发送，数据包会带有校验码用于验证数据的完整性。
• 断开连接：用户可以在小程序内选择断开蓝牙连接。

微信小程序实现

微信小程序提供了蓝牙通信接口，使得小程序能够与蓝牙设备进行数据交互。我们将通过微信小程序实现以下功能：

• 扫描周围的蓝牙设备并连接到胎压传感器模块。
• 接收胎压数据并在小程序内实时显示。
• 当胎压异常时，发出报警提示。
• 支持断开蓝牙连接。

微信小程序代码实现

首先需要在小程序中引入微信的蓝牙API：

// 初始化蓝牙
wx.openBluetoothAdapter({
  success: function(res) {
    console.log('蓝牙初始化成功', res);
  },
  fail: function(res) {
    console.error('蓝牙初始化失败', res);
  }
});

扫描并连接蓝牙设备

小程序扫描周围的蓝牙设备，找到胎压监测传感器后发起连接：

// 扫描周围蓝牙设备
wx.startBluetoothDevicesDiscovery({
  success: function(res) {
    console.log('开始扫描设备', res);
  }
});
// 监听蓝牙设备发现事件
wx.onBluetoothDeviceFound(function(devices) {
  devices.devices.forEach(device => {
    if (device.name === 'TireSensor') {  // 假设设备名称为TireSensor
      wx.createBluetoothConnection({
        deviceId: device.deviceId,
        success: function(res) {
          console.log('连接成功', res);
          startReadingData();  // 开始读取胎压数据
        },
        fail: function(res) {
          console.error('连接失败', res);
        }
      });
    }
  });
});

接收和显示胎压数据

一旦连接成功，程序将开始读取传感器模块传送的数据，并通过解析数据包来显示胎压信息：

// 开始读取数据
function startReadingData() {
  wx.readBLECharacteristicValue({
    deviceId: 'TireSensorDeviceId',
    serviceId: 'serviceUUID',
    characteristicId: 'characteristicUUID',
    success: function(res) {
      // 假设数据格式符合之前的协议结构
      let data = parseData(res.value);
      displayTireData(data);  // 显示胎压数据
    },
    fail: function(res) {
      console.error('读取数据失败', res);
    }
  });
}
// 解析数据包
function parseData(buffer) {
  let view = new DataView(buffer);
  return {
    tireId: view.getUint8(1),
    pressure: view.getFloat32(2, true),
    temperature: view.getFloat32(6, true),
    battery: view.getUint8(10),
  };
}
// 显示胎压数据
function displayTireData(data) {
  // 更新UI，显示胎压和温度信息
  this.setData({
    tirePressure: data.pressure,
    tireTemperature: data.temperature,
    batteryLevel: data.battery
  });
  // 如果胎压过低或过高，发出警报
  if (data.pressure < 2.0 || data.pressure > 3.0) {
    wx.showToast({
      title: '警报：胎压异常！',
      icon: 'none',
      duration: 2000
    });
  }
}

断开蓝牙连接

用户可以在小程序内选择断开蓝牙连接：

wx.closeBluetoothAdapter({
  success: function(res) {
    console.log('蓝牙已断开', res);
  },
  fail: function(res) {
    console.error('蓝牙断开失败', res);
  }
});

总结

本项目通过蓝牙低功耗技术设计了一套完整的胎压监测系统，涵盖了从协议设计、蓝牙通信到微信小程序的实现。通过小程序，用户可以实时查看轮胎压力、温度等信息，并在胎压异常时接收到警报，进一步提高了行车安全性。该系统具有较强的扩展性，可以进一步集成更多传感器功能，如轮胎磨损、速度等，满足未来智能汽车的需求。