一、设计思想与工作原理

　　1.设计思想
　　开源硬件既方便，又实惠，颇受广大创客教育工作者的喜爱。众多开源硬件中Arduino是最优选择，价格便宜，兼容性好，能完成各种功能的定制。
　　目前安卓应用开发基础课程APPInventor也热了起来，很多学校开设了相关课程。APPInventor的优势在于既能学习编程的知识，又能掌握安卓应用开发过程，提高使用者的分析、解决问题的综合能力，还能开发一些基于手机的实用项目。
　　一款Arduino机器人，要是用自己设计的手机APP控制，就更吸引人了！
　　2.工作原理
　　工作模块分为两大部分。一部分是Arduino机器人，它通过蓝牙接收指令，通过控制马达从而指挥机器人运动，编程用Mixly软件，硬件接线如图1，完成机器人如图2。

　　另一部分是手机APP，利用APPInventor开发平台，设计一款属于自己的个性化APP应用（如图3）。其原理是利用手机APP将马达转向信息和速度信息两个数据，经过分析、合成、处理后，发送给蓝牙。蓝牙接收信息数据，并进行检索，识别方向和速度量，再传给Arduino主板，控制马达运转，从而控制机器人运动。

　　APP也接收主板返回的信息，確认当前工作状态，并在手机上显示出当前LED开关状态。设计利用百度语音识别功能，用语音控制机器人运动，本文只讲最基本的方法。

二、Arduino机器人的设计与制作

　　1.接线图
　　机器人搭建比较简单，按图接好线路，即可进行调试。接线时注意以下几个问题。
　　L298N的4个输入端in1～4分别接Arduino主板D5/D6，D9/D10，输出接对应的两个马达。注意，L298N一定要和Arduino共地，并需要外接电源，本例接7.4V航模电池。L298N也可以用L9110s代替，通过对比测试，L298N功率更大一点，运动更灵敏，速度更快一点，L9110s价格更便宜。
　　蓝牙模块的VCC和GND端子，分别接Arduino主板+5V和GND。
　　LED正极接Arduino主板D7，负极接GND。
　　2.机器人搭建
　　（1）器材：机器人底盘，万向轮，马达固定支架，7.4V2S20C800mAh航模电池，开关，马达，Arduino主板，L298N驱动模块，BT05蓝牙模块，5mm LED灯，杜邦线、螺丝若干。
　　（2）搭建：搭建过程比较简单，不做详述。注意固定好底盘和马达，功耗就会小一点。成品底面如图4。

　　3.程序设计
　　利用Mixly软件进行数据接收及处理。在Arduino兼容方面，Mixly软件为首选图形化软件，如果用代码编程还是首选IDE。
　　这是初始化程序，定义三个变量，存储方向信息、速度值和小灯状态值，同时设置串口波特率9600以保证正常通信，波特率会因为蓝牙型号的不同而有变化（如图5）。

　　通过自定义函数，接收手机APP发来的数据信息，然后进行分离处理，以控制马达转速（如图6）。

　　加上指示灯，掌握机器人的工作状态，同时通过蓝牙发送小灯状态信息，在手机APP上显示出来，达到相互通信的目的（如图7）。

三、APP设计与制作

　　1.组件设计
　　利用app.wxbit.com开发环境，组件的属性设置可随个人喜好修改，只要美观和方便操作即可，具体组件设置见下表。
　　百度语音功能需要去百度智能云注册，创建人工智能类应用，记录三个参数AppId/ApiKey/SecretKey，依次点击组件面板→人工智能→百度语音识别→组件属性，将三个Key填入。 　　2.程序设计
　　（1）初始化
　　初始化时，让控制球居于中心位置，便于操作（如图8）。

　　（2）蓝牙：连接成功与否，都应该有提示。如果连接不成功，可以多尝试几次，蓝牙连接反应稍慢。如果不使用可以断开蓝牙（如图9）。

　　需要注意的是，蓝牙必须事先与手机配对，才能在列表中正常显示出来。這步程序需要测试成功，才能进行下一步编程。我在测试的时候，加了一块LCD1602IIC液晶屏，以显示手机端发送的数据，测试正常后就不需要了。如果想用它做机器人端显示器，也是可以的，有兴趣的朋友可以自己设计，尝试一下。
　　（3）遥控
　　①方向控制：如图10所示，按45度方向分为4个区域，u前进、d后退、r右转、l左转、s停止，根据拖动控制球的方向，来判断机器人运动方向。这就像游戏手柄一样，反应速度快，灵敏度高（图10）。代码如图11。

　　②速度控制：通过滑动条位置调整机器人运动速度，并同时在手机APP上显示出来，这样以便掌握机器人的行驶状态（图12）。

　　（4）遥控释放
　　当手抬起时，释放控制，机器人即停止运动。此时发送停止运动信息（图13）。

　　（5）开关灯
　　指示灯亮起与关闭，可以直接通过按钮控制，也可以通过语音控制（图14）。

　　（6）语音识别
　　百度语音识别效果最好，多媒体组件里的语音识别则需要第三方语音软件支持。
　　这里只定义“开灯、关灯、前进、后退、左转、右转、停、别动”，分别对应上述程序中的控制，这些关键词可以自行丰富修改。语音识别出来后，发送对应的代码，与遥控操作代码相同。速度依然使用滑动条的值（图15）。

　　（7）小灯状态
　　小灯的当前状态，会一直显示在APP上，可以随时控制其开关。

四、总结与拓展

　　本例通过蓝牙实现了Arduino与手机APP的相互通信，方便实用，易于理解和操作。图形化编程更适合中小学生，没有过难的计算，所以有兴趣的小学生也一样可以完成项目。
　　本案例因用蓝牙传输数据反应较慢，你也可以安装ESP8266WiFi模块改为WiFi控制。
　　其实从这个项目出发，可以制作任何与Arduino兼容器材的项目作品，只要发送相应的信息，就可以通过Arduino控制，可以做物联网类的应用项目。