Node.js 实时控制的蓝牙机器人小车：物联网实战项目

组件与物料

项目简介

项目构想

Node.js 擅长实时应用，我曾用 Socket.io 做过实时 Web 应用，决定将同理念用于物联网：Node.js 服务器经蓝牙与小车通信，前端网页通过 Socket 发送控制指令。

项目目标

研究并实现 Node 服务器与硬件的无线通信，通过手机网页远程控制小车。

前置知识

基础 Node.js、Socket 编程、L298N 驱动原理。

所需材料清单

• Arduino Uno ×1
• L298N 电机驱动 ×1
• HC-05 蓝牙模块 ×1
• 跳线若干
• 9V 电池 ×2
• 6-9V 减速电机 ×2 + 配套车轮
• 二轮底盘套件
• 安装 Node.js 的电脑作为服务器

步骤 1：组装小车

推荐购买"二轮底盘套件"，含所有结构件。Arduino 与 L298N 固定在底盘上，分别由一节 9V 电池供电。Arduino 为 HC-05 供电。

电路原理图

• L298N 由 9V 电池供电，两路电机输出接 Motor A/B（极性任意，但需保证两轮同向）。勿移除 5V 稳压跳线。
• 警告：L298N 输入电压勿超 12V，否则板载 5V 稳压器会损坏。
• Arduino 由另一节 9V 电池供电 (Vin 接正极，GND 接负极)。
• HC-05：VCC 接 Arduino 5V，GND 接地；TXD 接 Arduino RX (引脚 0)，RXD 接 Arduino TX (引脚 1)。
• L298N 控制引脚：EN1/EN2 接 Arduino PWM 引脚，IN1-IN4 接任意数字引脚。

数据传输流程

1. 用户访问 Node 服务网页 (如 192.168.x.x:8080)
2. 点击按钮触发 Socket 事件，服务器接收指令
3. 服务器经蓝牙向 HC-05 发送数据
4. HC-05 串口透传给 Arduino
5. Arduino 驱动 L298N 控制电机

步骤 2：搭建 Node.js 服务器

安装 Node.js (推荐 v11.15.0，兼容 node-gyp)。需安装包：

• node-gyp
• express
• node-bluetooth
• socket.io
• ejs

用 Express + EJS 搭建网页与 Socket 服务；用 node-bluetooth 连接 HC-05。网页按钮点击 → Socket 发送指令 → 服务器转发蓝牙数据。示例网页：

步骤 3：Arduino 代码逻辑

蓝牙串口发送字符串命令，以 T 为结束符。如 forwardT 表示前进。Arduino 收到 T 解析命令，控制 L298N 实现前进、后退、左转、右转、变速、停止等。完整代码见下方。

步骤 4：最终效果与展望

后续计划：语音控制、避障、数据库记录里程/速度、扩展温湿度光照传感器并入库。

下一版本："手机语音控制小车"

代码

Arduino 端代码

const int en1 = 9, en2 = 3;
const int inp1 = 2, inp2 = 4, inp3 = 7, inp4 = 8;
char charRead;
String inputString = "";

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(en1, OUTPUT); pinMode(en2, OUTPUT);
  pinMode(inp1, OUTPUT); pinMode(inp2, OUTPUT);
  pinMode(inp3, OUTPUT); pinMode(inp4, OUTPUT);
}

void loop() {
  if (Serial.available()) {
    charRead = Serial.read();
    if (charRead != 'T') {
      inputString += charRead;
    } else {
      if (inputString == "forward") {       // 前进
        digitalWrite(inp1, HIGH); digitalWrite(inp2, LOW);
        digitalWrite(inp3, HIGH); digitalWrite(inp4, LOW);
      } else if (inputString == "backward") { // 后退
        digitalWrite(inp1, LOW); digitalWrite(inp2, HIGH);
        digitalWrite(inp3, LOW); digitalWrite(inp4, HIGH);
      } else if (inputString == "fleft") {    // 前左
        digitalWrite(inp1, HIGH); digitalWrite(inp2, LOW);
        digitalWrite(inp3, LOW); digitalWrite(inp4, LOW);
      } else if (inputString == "fright") {   // 前右
        digitalWrite(inp1, LOW); digitalWrite(inp2, LOW);
        digitalWrite(inp3, HIGH); digitalWrite(inp4, LOW);
      } else if (inputString == "bleft") {    // 后左
        digitalWrite(inp1, LOW); digitalWrite(inp2, LOW);
        digitalWrite(inp3, LOW); digitalWrite(inp4, HIGH);
      } else if (inputString == "bright") {   // 后右
        digitalWrite(inp1, LOW); digitalWrite(inp2, HIGH);
        digitalWrite(inp3, LOW); digitalWrite(inp4, LOW);
      } else if (inputString == "break") {    // 刹车停车
        analogWrite(en1, 50); analogWrite(en2, 50);
        delay(550);
        digitalWrite(inp1, LOW); digitalWrite(inp2, LOW);
        digitalWrite(inp3, LOW); digitalWrite(inp4, LOW);
        analogWrite(en1, 150); analogWrite(en2, 150);
      } else if (inputString == "maxspeed") { // 最高速
        analogWrite(en1, 250); analogWrite(en2, 250);
      } else if (inputString == "medspeed") { // 中速
        analogWrite(en1, 180); analogWrite(en2, 180);
      } else if (inputString == "lowspeed") { // 低速
        analogWrite(en1, 90); analogWrite(en2, 90);
      } else {                                // 停止
        digitalWrite(inp1, LOW); digitalWrite(inp2, LOW);
        digitalWrite(inp3, LOW); digitalWrite(inp4, LOW);
      }
      inputString = "";
    }
  }
}

原理图

Fritzing 文件及导出图片：soundspectrumvisualizer_qLzRsVPVlc.fzz 等