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Arduino 文献综述

 

摘要：Arduino 是一个基于开放原始码的软硬件平台（Arduino板、Arduino IDE)，支持Java、C语言开发环境。其简单的开发方式使得越来越多的专业硬件爱好者选择Arduino来开发他们的项目、产品。本文介绍了Arduino的功能和结构、发展现状和趋势，并通过LED控制电路的应用实例介绍Arduino基本语法。

 

关键字：Arduino；软硬件开发；C语言；LED。

 

   

   一、Arduino功能介绍

   Arduino在开发之初，就明确了其应用环境，设计了开源开放的平台，便于对其进行二次开发。

   1、特色描述

  （1） 开放源代码及的电路图设计，免费下载程序开发接口，可根据需求自行修改。

  （2） 可简单地与各式各样的传感器、电子元件连接。

  （3） 支持多样的交互模式，如：Flash、Max/Msp、Procession等。

  （4） 使用低价格的微处理器控制器（ATMEGA168V-10PI），采用USB接口供电。

   2、性能描述

   （1） Digital  I/O数字输入/输出端 0~13。

   （2） Analog  I/O模拟输入/输出端 0~5。

   （3） 支持USB接口协议及供电（不需要外电源）。

   （4） 支持ISP下载功能。

   （5） 支持单片机TX/RX、USB TX/RX、AREF及六组PWM端子。

   （6） 采用Atml Atmegal168V-10PI单片机。

二、Arduino语言

    Arduino支持C语言开发，编程门槛低。

    Arduino IDE下载地址：http://www.arduino.cc/en/Main/Software 。

    Arduino 语言是以setup（）开头，loop（）作为主体的一个

程序构架。setup（）用来初始化变量、管脚模式、调用库函数等

等，该函数只运行一次，功能类似C 语言中的“main（）”。loop

（） 函数是一个循环函数， 函数内的语句周而复始的循环执

行。

   将该程序编译通过后，就可以下载到连接好元器件的开发板上。

三、Arduino发展现状和趋势    

 Arduino 是由2005 年1 月由米兰交互设计学院的两位教师David Cuartielles 和Massimo Banzi 联合创建的，为了解决当时微控制器价格昂贵且不易使用的问题。可以使用Arduino语言与Flash或者Processing等软件完成互动作品。并且能够使用开发完成的电子元件，如Switch、Sensor或其他控制器、LED、输入/输入设备。同时，Arduino也可以成为独立于软件沟通的平台。

国内对Arduino的相关研究和使用起步较晚。笔者在“中国知网”检索到有关“Arduino”的文献中，发表于2008年仅有两篇，2009年一篇，且皆来源于江苏的江南大学。这三篇将Arduino作为“交互式设计”中的控制器，并提出和实现Arduino通过声音等传感器扩展Flash的互动性。可见沿海发达地区对Arduino的研究起步较早，不过这时它的许多强大功能还没有发挥出来。 

到了2010年，有关对Arduino研究和使用的课题更加广泛，不再仅仅是基于Flash扩展的“人机交互”，而是出现了基于虚拟现实的摇感机器人系统。之后伴随着物联网行业的迅速崛起，开发者们对Arduino系统的研究更加趋向于智能化、多样化、集成化，并与其它操作系统实现了更多的互操作，比如基于Android和Arduino的智能家居等，使得该系统的使用出现在了各个行业和领域。

在目前最新的一篇文献《果树气候无线检测仪的研制》中，该项目主要基于Arduino Uno平台，利用无线传输技术，完成对温湿度、光照度、土壤水分等数据的控制、显示、传输。可见Arduino已经向高度的智能化迈进，必将在物联网行业发挥更多的优势，产生更大的经济效益。

总的来看，Arduino会朝着以下几个方面发展：

1、智能化

    基于Arduino单片机的机器人，会在无人操作的情况下，自动采集周围环境的数据，进行处理、判断，并与远程主机进行信息的传递。如避障小车机器人、报警器、护眼小台灯、粉尘检测器、循迹机器人。这些机器人都在一定程度上需要具有独立工作的能力，大部分情况下不需要与人有所交互，而人只需要得到与结果相关的数据。这样，就需要这些基于Arduino的机器人具有耐用、适用、智能等特性。

    2、交互性

    基于Arduino的嵌入式系统必将在智能家居发挥巨大的作用。这种环境下，除了要求其具有智能化之外，还应该与人有很多的交互。所以Arduino与手机等移动设备就会有更多的信息传递。比如基于Arduino/Android蓝牙通信系统的设计和实现、利用Arduino增强Flash互动性的研究、简易智能家居物联网的研究与设计。这要求这些单片要非常“听话”，以人的实时意志进行工作。

 

四、总结

Arduino是一块集成化的智能平台。具有价格低廉、易于使用、开源等优点。使得越来越多的硬件开发爱好者在这个平台上尽情地发挥自己的创意，也使得它会慢慢地***到各个行业的各个角落，就像一个机器零件那样普遍。虽然我们国家起步比较晚，但是有那么多的投身科研的工作者，科技兴国的目标应该不是一句空话吧。

 

五、参考文献

[1]蔡睿.Arduino的原理及应用[J].电子设计工程,2012,20(16):1-3

[2]孟红兵.果树微气候无线监测仪的研制[J].电子技术与软件工程，2014,9:1-1

[3]蔡卓凡.基于Arduino和Android教室移动巡检系统设计[J].

电子科技，2014,27(5):1-4

[4]陶玲.在开放式系统环境下的趣味交互装置研究设计[D].无锡：江南大学，2008