智能手机蓝牙鼠标：自制虚拟摇杆控制电脑光标

项目背景

本项目实现一个基于手机 App 的虚拟触控板/鼠标：手机端通过 MIT App Inventor 开发的 App，经由蓝牙（HC-05）将双摇杆坐标、点击、滚轮状态发送给 Arduino Uno，Arduino 解析后经串口输出格式化数据，PC 端 Python 脚本（mouse + pyserial）读取并模拟系统鼠标动作。适合演示、投影控制、躺床上操作电脑等场景。

硬件清单

• Arduino Uno × 1
• HC-05 蓝牙模块 × 1
• 跳线若干
• USB 数据线（供电与串口通信）

软件环境

• Arduino IDE（上传固件）
• Python 3.x + mouse + pyserial 库
• MIT App Inventor（App 源码 .aia 可导入修改）
• 已编译 APK：Bluetooth Mouse Control

通信协议设计

App → Arduino（蓝牙，每 20ms 一帧）

帧格式：[0xFF] [JoyX] [JoyY] [BtnFlags]
- 0xFF (255)  : 帧头，用于同步
- JoyX (0-255): 左摇杆 X 轴（中心 ~128）
- JoyY (0-255): 左摇杆 Y 轴
- BtnFlags   : 位域
    bit0=1 左键按下, bit1=1 右键按下, bit2=1 滚轮向下, bit3=1 滚轮向上

Arduino → PC（USB 串口，115200/9600 波特率）

输出格式：X:Y:Click\n
- X (0-1279) : 目标屏幕 X 坐标（假设 1280×800 分辨率）
- Y (0-799)  : 目标屏幕 Y 坐标
- Click      : 0=无动作, 1=左键, 2=右键, 3=滚轮下, 4=滚轮上
示例：640:400:0  (移动到中心)  640:400:1  (左键点击)

Arduino 固件逻辑

// 关键参数
int sensitivity = 20;   // 像素/帧 最大位移
int width = 0, height = 0; // 当前光标坐标
int l_prev = 0, r_prev = 0; // 按键边沿检测

void loop() {
  if (Serial.available()) {
    in_byte = Serial.read();
    if (in_byte == 255) array_index = 0; // 帧头同步
    datareceived[array_index++] = in_byte;
    if (array_index == 4) { // 收满 4 字节
      // 映射摇杆到位移
      if (data[1] >= 110) xpos = map(data[1], 110, 172, 0, sensitivity);
      else if (data[1] <= 70) xpos = map(data[1], 60, 1, 0, -sensitivity);
      // Y 轴同理...
      // 按键边沿检测
      if (data[3]==1 && l_prev==0) clicks=1;
      else if (data[3]==2 && r_prev==0) clicks=2;
      else if (data[3]==3 || data[3]==4) clicks=data[3];
      l_prev = r_prev = data[3];
      // 限幅并发送
      width = constrain(width + xpos, 0, 1279);
      height = constrain(height + ypos, 0, 799);
      if (xpos||ypos||clicks) {
        Serial.print(width); Serial.print(":");
        Serial.print(height); Serial.print(":");
        Serial.println(clicks);
      }
    }
  }
}

Python 主机端脚本

import mouse, serial, time
ArduinoSerial = serial.Serial('COM3', 9600)  # 修改为实际端口
time.sleep(1)
mouse.FAILSAFE = False
while True:
    line = ArduinoSerial.readline().decode('ascii').strip()
    if not line: continue
    x, y, z = line.split(':')
    x, y = int(x), int(y)
    mouse.move(x, y)
    if '1' in z: mouse.click('left')
    elif '2' in z: mouse.click('right')
    elif '3' in z: mouse.wheel(-1)
    elif '4' in z: mouse.wheel(1)

部署步骤

1. 按原理图接线：HC-05 VCC→5V, GND→GND, TX→D0(RX), RX→D1(TX) 经分压（或用 SoftwareSerial 避开硬件串口）。
2. 上传 Arduino 代码，打开串口监视器确认波特率 9600。
3. 安装 Python 3，命令行执行：

   pip install --upgrade pip
   pip install mouse pyserial
   

4. 修改 Python 脚本中 COM3 为实际端口，保存为 mouse_control.py。
5. 手机安装 APK，打开蓝牙配对 HC-05（默认密码 1234/0000）。
6. 运行 Python 脚本（IDLE 或命令行 python mouse_control.py）。
7. App 连接蓝牙，即可用虚拟摇杆控制鼠标。

常见问题排查

• 光标不动：检查串口端口、波特率、Python 是否报错；串口监视器是否有 X:Y:Z 输出。
• 蓝牙频繁断开：HC-05 供电不足，建议外接 3.3V 稳压或加大电容；避免金属遮挡。
• 坐标跳变：App 发送频率 20ms 可能过快，可在 Arduino 增加平滑滤波或降低 sensitivity。
• 分辨率不匹配：代码写死 1280×800，需根据实际屏幕修改 width/height 上限。

扩展思路

• 改用 ESP32/ESP8266 实现 Wi-Fi/BLE 直连，免去 Python 中转。
• App 增加手势识别（滑动、捏合缩放）映射为快捷键。
• 加入键盘映射，实现全功能远程键鼠。
• PC 端改用 pyautogui 或 pynput 跨平台支持 macOS/Linux。