蓝牙智能恒温器与照明控制系统——基于 Arduino Nano

项目简介

这是一个简单实用的 DIY Arduino 智能恒温器项目，支持蓝牙控制。系统通过智能恒温程序控制燃气锅炉，并利用继电器控制厨房照明和浴室排风扇，可通过按钮或 Android 设备/电脑蓝牙操作。提供摄氏度和华氏度两个版本，所有部件均为手工制作。

开发板采用 Arduino Nano（或更高版本），使用 Dallas DS18B20 温度传感器、HC-05/06 蓝牙适配器、I2C 128×64 双色 OLED 显示屏（也可选用其他 u8glib 支持的 LCD/OLED）。

加热器工作模式

1. 一次性定时加热（15 分钟）：适用于春秋傍晚。
2. 恒温模式（优先级更高）：目标温度存储在 EEPROM 中。

锅炉保护算法

为避免频繁短时开关缩短燃气锅炉寿命，程序引入修正值，声明过热和冷却回差的程度。温度越低需要的修正值越大，因为墙壁更冷，会从新加热的空气中吸收更多热量，上述效应更强。

开窗检测

程序检测窗户是否打开：若一分钟内温度下降 ≥ 0.2°C（0.36°F），判定为开窗，暂停加热并开启排风扇助力换气。当环境热容导致温度回升 ≥ 0.12°C（0.216°F）时，系统恢复正常模式，解除“开窗警报”。

错误检测

测得温度低于 0°C（32°F）或高于 40°C（104°F）视为故障或异常（如传感器损坏、窗户破碎、火灾等），所有设备自动关闭。

蓝牙通信

Android GUI 应用提供 8 个按钮，发送大小写字母控制设备：'A' 开启定时加热，'a' 关闭；'B'/'b' 控制排风；'C'/'c' 控制照明等。

系统还支持极客友好的蓝牙串口终端：可通过 Android 串口应用甚至 Arduino IDE 串口监视器直接聊天式控制。控制器每分钟自动发送温度报告，并即时报告所有事件（设备开关、恒温启动等）。

控制代码

接受控制代码并发送确认消息。命令结构基于两位数字“XY”：X 为设备代码，Y 为操作码。

• 30, 31, 32：照明 关/开/翻转
• 40, 41, 42：排风 关/开/翻转
• 50, 51, 52：一次性加热 关/开/翻转
• 10–24：恒温目标温度（摄氏度版本）
• 'r'：请求设备工作状态报告
• 'w'：手动解除“开窗警报”
• 'A'–'H' / 'a'–'h'：对应 GUI 应用按钮

华氏度版本

将所有修正变量、基准值和比率转换为华氏度，保持计算特性。设备代码变更为：

• 1 - 照明（10: 关, 11: 开, 12: 翻转）
• 2 - 排风
• 3 - 加热
• 50–76：目标温度值

后续发展

更新：已扩展为带内部蓝牙链路和语音控制的全屋自动化系统！

库与链接

DallasTemperature, elapsedMillis, OneWire, SoftwareSerial, olikraus/u8glib

若使用不同按钮电阻或需检查 A0 读数，建议参考：多按钮共用一个模拟引脚教程

源代码

提供摄氏度版和华氏度版两个完整 Arduino 程序（Thermostat v11 - Celsius version.ino 和 Thermostat v11 - Fahrenheit version.ino），代码注释详尽，模块化清晰，适合初学者学习。核心功能包括：按键读取、蓝牙串口收发、继电器状态管理、温度测量与趋势分析、EEPROM 存储目标温度、OLED 显示、蜂鸣器反馈等。

原理图

原理图包含跳线测试版和焊接版两张图片，详见附件。