APP Invertor編程讓Micro:bit板連接手機

白二娃

我們已經用Micro：bit做過不少編程試驗，也用APP Invertor編寫過手機APP。今天我們將兩者結合起來，編寫一個APP，讓安卓手機和Micro：bit通過藍牙連接起來。由于實現兩個設備連接后進行基礎交互的代碼量較多，篇幅所限我們僅實現兩設備通過藍牙掃描和連接。后續實現交互的代碼您可以在掃碼下載源代碼后自行分析學習。

一、 器材列表

1. 安卓手機

2. Micro：bit板及數據線

3. APP Inventor編程平臺app.gzjkw.net或ai2.17coding.net

4. 擴展下載網站iot.appinventor.mit.edu

5. Micro：bit編程平臺makecode.microbit.org

二、 下載項目擴展

為了更好兼容Micro：bit的低功耗藍牙，我們沒有使用APP Invertor自帶的藍牙連接組件，而是添加了新的藍牙擴展。

打開APP Invertor的支持網站（iot.appinventor.mit.edu）。在左邊Internet of Things菜單中可以找到BluetoothLE和BBC Micro：bit頁面。

1. BluetoothLE是APP Invertor專用的低功耗藍牙擴展。在BluetoothLE頁面中點擊“Download the BluetoothLE extension ”把.aix擴展文件下載到本地備用，也可以復制aix文件的網絡地址（http：//iot.appinventor.mit.edu/assets/resourc

es/edu.mit.appinventor.ble-201907

01.aix）在導入項目擴展時填入。

安裝該擴展后可以讓APP Invertor編寫的程序通過手機藍牙搜索和連接低功耗藍牙設備，并進行通信。

2. 在BBC Micro：bit頁面中，點擊“Download the BBC Micro：bit extension”可以下載到Micro：bit的專用擴展。或在導入擴展時直接填寫下載網址（http：//iot.appinventor.mit.edu/assets/resources/SimpleMicrobit.aix）。APP Invertor安裝該擴展后可以在手機連接后與Micro：bit板上的按鈕、引腳、LED等設備交互。

本例中我們僅需要實現兩個設備的藍牙連接，無需用手機與Micro：bit板做更多交互，因此只有需要測試有交互功能的源代碼MicrobitLED.aia時才需要安裝。

三、 組件設計

我們需要APP有搜索、連接、斷開等按鈕，有顯示周圍藍牙設備的列表，有顯示當前狀態的文字。選擇搜索到的Micro：bit設備后點連接可以通過藍牙實現連接，點斷開可以斷開藍牙（如圖1）。

1. 登錄app.gzjkw.net，新建項目lanya，在APP Invertor組件面板的最后一項Extension——擴展中導入下載的項目擴展文件edu.mit.appinventor.ble-20190701.aix，也可直接填入網址安裝擴展包。

2. 將BluetoothLE拖入工作面板。

3. 界面布局→水平布局，水平對齊→居中，寬度→充滿;從用戶界面拖入3個按鈕，組件列表中改名為“掃描、連接、斷開”，并修改按鈕文本為相應名稱。

4. 用戶界面→標簽，修改標簽名和標簽文本為“狀態”，用于顯示當前藍牙狀態。

5. 用戶界面→列表顯示框，改名為“藍牙列表”，用于顯示和選擇搜索到的藍牙設備列表。

四、 掃描按鈕邏輯設計

我們希望APP可以掃描可用的藍牙設備。當點擊掃描按鈕，調用藍牙組件開始掃描，并更改狀態標簽，顯示列表。

1. 切換至邏輯設計界面。

2. 組合模塊。掃描按鈕→當掃描被點擊執行。

3. BluetoothLE1→調用BluetoothLE1.StartScanning。組合積木：狀態→設置狀態.文本為和文本→文本中填入“狀態：掃描”。

4. 組合積木：藍牙列表→設置藍牙列表.可見性為和邏輯→真。設計這個可見性邏輯判斷是為了連接成功后可以隱藏列表，因為如果附近有很多藍牙設備，列表會很長（如圖2）。

五、 藍牙列表邏輯設計

我們需要在列表中列出周圍所有可用的藍牙設備。

1. 組合模塊。BluetoothLE1→BluetoothLE1.DeviceFound，當掃描到可用藍牙設備時。

2. 組合積木：藍牙列表→設置藍牙列表.元素字串為和BluetoothLE1→BluetoothLE1.DeviceList（如圖3）。

六、 連接按鈕邏輯設計

我們希望實現在列表中選中設備名稱后，點擊“連接”按鈕后通過藍牙連接Micro：bit。

1. 組合模塊。連接按鈕→當“連接”被點擊。

2. 調用BluetoothLE1→Bluetoo

thLE1.StopScanning，停止掃描設備。

3. 組合積木：調用BluetoothLE1

→BluetoothLE1.連接，藍牙列表→選中項索引。通過藍牙連接選中的設備。

4. 設置狀態.文本為“狀態：連接中”。在手機中標明當前連接狀態（如圖4）。

七、 表示成功連接

當成功連接設備時，我們希望通過狀態文本獲知連接已經成功，并關閉藍牙設備列表。

1. 組合模塊。BluetoothLE1→當BluetoothLE1.Connected。

2. 設置狀態.文本為“狀態：已連接”。

3. 設置藍牙列表可見性為“假”，關閉藍牙設備列表（如圖5）。

八、 斷開按鈕邏輯設計

點擊斷開按鈕后，我們希望手機斷開設備連接，并通過顯示當前狀態確認斷開按鈕有效。

1. 組合模塊。斷開按鈕→當“斷開”被點擊。

2. BluetoothLE1→調用Bluetoot

hLE1.斷開連接。

3. 組合模塊。BluetoothLE1→BluetoothLE1.Disconnected。

4. 設置狀態文本為“狀態：已斷開”（如圖6）。

九、 出錯時邏輯設計

程序運行中可能會遇到各種錯誤，如果程序沒有閃退的情況下我們希望能知道報錯信息。

1. 組合模塊。Screen1→當“Screen1”出現錯誤。

2. 設置狀態文本為和文本→合并字符串，連接文本“錯誤：”和出現錯誤模塊本身的“消息”→“取消息”（如圖7）。

十、 給Micro：bit編程

手機中的程序還需要Micro：bit中的程序配合。當藍牙連接和斷開時在LED屏幕上顯示圖像作為連接成功的標示。

1. 在https：//makecode.microbit.org/中編寫程序。新建項目。

2. 設置Micro：bit藍牙連接方式為免配對連接，這樣任何設備都可以連接Micro：bit板且無需輸入密碼，這樣可以節約調試時間，而且APP中我們也沒有寫配對相關的語句。

點擊右上角齒輪圖標→項目設定→打開No Pairing Required： Anyone can connect via Bluetooth選項。

3. 添加藍牙擴展。

4. 編程當藍牙連接時和斷開時顯示不同圖標（如圖8）。

十一、 連接調試

現在，在APP Invertor中將程序打包APK，手機掃二維碼下載安裝，給APP啟動藍牙授權。將Micro：bit程序刷入Micro：bit板中。

手機打開APP，點擊掃描，看藍牙列表是否正常。在藍牙列表中選擇Micro：bit，點擊連接按鈕。開始Micro：bit與手機藍牙連接。通過手機上狀態顯示和Micro：bit的LED顯示圖標判斷連接是否成功。

根據我的試驗，程序可能出現連接易斷開或在部分手機上出現閃退等問題。這可能是因為Micro：bit本身運算處理能力不足造成藍牙斷開，或是APP Invertor擴展對一些型號的手機兼容性不好導致閃退。你可以更換其他品牌手機，或者根據iot.appinventor.mit.edu對擴展包的詳細說明來優化程序。

如果經過努力連接成功后你還有興趣，可以繼續添加拓展功能，比如點擊按鈕發送文本或預設的圖標到設備中顯示等。

掃描本版二維碼后你可以下載到實現基礎連接的源代碼lanya.aia和有交互的源代碼MicrobitLED.aia。