基于Android的智能控制小車APP

李佐彪，陳海娃

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)珠江學(xué)院，廣東 廣州 510900）

基于Android的智能控制小車APP

李佐彪，陳海娃

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)珠江學(xué)院，廣東 廣州 510900）

本設(shè)計是開發(fā)一個可以通過用戶自己部署或者連接AnyChat視頻云平臺的服務(wù)器登錄進入到功能主界面，通過藍牙串口通信技術(shù)實現(xiàn)視頻監(jiān)控、視頻參數(shù)設(shè)置及控制小車行駛等功能的智能APP.視頻監(jiān)控可以實時在線遠程監(jiān)控小車狀況；視頻參數(shù)設(shè)置體現(xiàn)視頻信息設(shè)置的管理；無線控制是APP終端發(fā)送指令實現(xiàn)對小車的運動控制.本項目軟件部分是基于Android平臺下通過Java語言編寫程序，通過APP驅(qū)動智能小車的硬件電路，最終實現(xiàn)對小車的各種控制.

Android APP；軟件編程；硬件電路

1 引言

隨著科技的進步，手機的各項技術(shù)給人們帶來極大地便利，小車的遙控技術(shù)運用在手機上將會方便人們對小車的控制.本項目是通過軟件編程來控制小車的硬件電路進而實現(xiàn)對小車的控制.藍牙是一種支持短距離通信的無線電技術(shù)，本項目的APP是通過手機藍牙控制小車運動.

安卓手機普遍使用之前，大部分智能小車是通過計算機進行控制的，但是計算機不方便攜帶，可操作性低且開發(fā)成本高，因此隨著安卓手機的流行，以APP形式控制小車運動越來越廣泛.本設(shè)計占用手機內(nèi)存少、執(zhí)行效率高、攜帶方便、操作簡單.通過該APP用戶既可以控制小車運行又可以監(jiān)控小車的狀態(tài).

2 主要研究的內(nèi)容

本系統(tǒng)主要分為四個模塊：APP登錄、視頻監(jiān)控、視頻參數(shù)設(shè)置和無線控制小車.用戶通過服務(wù)器登錄操作進入到主界面即可對小車進行控制.研究的內(nèi)容如下：

2.1 APP登錄

設(shè)計登錄界面輸入框，包括服務(wù)器的IP，端口號和用戶名設(shè)計，未點擊“登錄”按鈕時顯示的按鈕是登錄狀態(tài)的標識，點擊“登錄”按鈕之后，顯示的是“登錄”按鈕等待狀態(tài)的標識.登錄時可以連接自主部署的服務(wù)器，也可以連接AnyChat視頻云平臺，連接自主部署服務(wù)器的地址為自設(shè)的服務(wù)器IP地址或域名、端口，連接AnyChat視頻云平臺的服務(wù)器地址為：cloud.anychat.cn；端口為：8906，用戶名可以任意輸入.

2.2 視頻監(jiān)控

攝像頭采集模塊和視頻處理模塊通過WiFi藍牙串口通信技術(shù)，實現(xiàn)攝像頭遠程監(jiān)控智能小車等功能.

2.3 視頻參數(shù)設(shè)置

視頻參數(shù)設(shè)置主要包含視頻清晰度的設(shè)置，視頻旋轉(zhuǎn)模式設(shè)置等等.

2.4 無線控制小車

首先，手機和迅為4412-A8 ARM開發(fā)板上的藍牙進行配對，迅為4412-A8 ARM開發(fā)板和小車上的藍牙也進行匹配，匹配成功后手機APP，開發(fā)板和小車之間就能相互通信了.然后利用Android終端APP發(fā)送控制指令給開發(fā)板，然后開發(fā)板通過藍牙對轉(zhuǎn)發(fā)控制指令給小車，最終實現(xiàn)控制小車前進、后退、向左向右行駛和停止的功能.

3 APP系統(tǒng)設(shè)計思路

3.1 軟件設(shè)計思路

系統(tǒng)軟件設(shè)計功能結(jié)構(gòu)圖見圖1所示.APP設(shè)計包括APP登錄、視頻監(jiān)控、視頻參數(shù)設(shè)置和無線控制小車四個模塊的設(shè)計.

圖1 軟件設(shè)計功能結(jié)構(gòu)框圖

3.2 硬件藍牙模塊設(shè)計思路

系統(tǒng)控制核心是小車上的K60單片機，k60單片機外接的模塊主要有藍牙通信模塊，電機驅(qū)動模塊，以及電機模塊.K60單片機通過外接藍牙從機模塊，APP發(fā)送指令給同時也具備藍牙功能的4412-A8 ARM開發(fā)板，然后K60單片機通過藍牙接收到4412-A8 ARM開發(fā)板發(fā)送的指令，K60單片機根據(jù)相關(guān)指令進行相應(yīng)處理，接著輸出控制信號利用電機驅(qū)動模塊驅(qū)動電機實現(xiàn)小車運轉(zhuǎn)，K60單片機接藍牙模塊如圖2所示.藍牙從機接上K60后，LED燈常亮，表示藍牙連接狀態(tài)，閃爍表示沒有藍牙連接.

圖2 藍牙接口

3.3 系統(tǒng)工作流程

用戶通過服務(wù)器成功登錄本系統(tǒng)后，可以進行APP登錄、視頻監(jiān)控、視頻參數(shù)設(shè)置和無線控制小車等操作.在登錄時，用戶可以用自主部署的服務(wù)器IP和端口登錄，也可以連接AnyChat視頻云平臺的服務(wù)器登錄，用戶名可以任意輸入.在進行藍牙配對時，如果是已配對的則略過，得到顯示，否則把需要配對的藍牙添加到列表中進行顯示.藍牙配對成功以后便可以通過手機APP終端對小車進行操作.智能控制小車APP系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖如圖3所示.

圖3 系統(tǒng)流程圖

4 APP系統(tǒng)實現(xiàn)

4.1 環(huán)境及平臺搭建

4.1.1 系統(tǒng)主要軟件環(huán)境

本系統(tǒng)采用Java語言的安卓技術(shù)為開發(fā)環(huán)境，其運行環(huán)境是：使用Windows 2007，Android手機4.0以上的系統(tǒng)，IIS 5.1（信息服務(wù)管理器5.1）以及帶有藍牙設(shè)備的真機.

4.1.2 系統(tǒng)主要硬件環(huán)境

安卓APP的硬件運行環(huán)境主要是目前流行的安卓手機以及燒寫有安卓系統(tǒng)的4412-A8 ARM開發(fā)板，與之匹配的機器人小車硬件環(huán)境有K60單片機、機器人小車底盤、藍牙串口模塊、電機驅(qū)動模塊、機器人小車電源模塊、7.2V鎳鎘電池等組成.

4.2 功能模塊實現(xiàn)

本設(shè)計主要涵蓋四個模塊：APP登錄、視頻監(jiān)控、視頻參數(shù)設(shè)置和無線控制小車.后面三個模塊是基于WiFi藍牙模塊的連接實現(xiàn)的.連接藍牙時先初始化設(shè)備存儲數(shù)組，注冊接收查找到設(shè)備action接收器，得到本地藍牙句柄，通過句柄去獲取已配對藍牙的設(shè)備列表.

4.2.1 APP登錄

本次設(shè)計登錄界面的服務(wù)器IP和端口號主要以AnyChat視頻云平臺的服務(wù)器為主，連接Any-Chat視頻云平臺的服務(wù)器地址為：cloud.anychat. cn；端口為：8906，用戶名可以任意輸入.本次設(shè)計用戶名以Android為例，ip輸入框為cloud.anychat. cn，端口為8906.

4.2.2 視頻監(jiān)控

用戶通過自己部署或者連接AnyChat視頻云平臺的服務(wù)器登錄成功以后，點開視頻監(jiān)控界面，通過藍牙串口通信技術(shù)連接攝像頭，實現(xiàn)對小車的視頻監(jiān)控.

4.2.3 視頻參數(shù)設(shè)置

可以設(shè)置視頻清晰度，視頻旋轉(zhuǎn)模式信息等等.其中視頻清晰度包括：普通視頻質(zhì)量、中等視頻質(zhì)量和較好視頻質(zhì)量.

4.2.4 無線控制

通過藍牙串口通信技術(shù)對小車進行匹配，匹配成功后利用Android終端APP發(fā)送控制指令對小車進行操作.實現(xiàn)控制小車前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止和行駛的功能.用戶點擊“up”按鈕，小車向前行駛，點擊“down”，小車后退，點擊“l(fā)eft”，小車向左，點擊“right”，小車向右，點擊“stop”，小車停止.

5 智能控制小車APP的調(diào)試

5.1 軟件調(diào)試

完成調(diào)試的步驟：（1）判斷藍牙的匹配、小車正常行駛的動作、方向及APP對小車的監(jiān)控等情況.（2）處理登錄界面輸入框出現(xiàn)服務(wù)器IP和端口號不匹配時是否能夠登錄，用戶名登錄成功以后，用戶是否出現(xiàn)在設(shè)備列表里面等情況.（3）登陸APP成功之后出現(xiàn)沒有自動跳轉(zhuǎn)到首頁的情況時，點開測試的每個模塊，檢查是否有bug存在，直到每一項都通過為止.

5.2 硬件電路調(diào)試

在調(diào)試過程中，第一，檢查對應(yīng)模塊的原理圖接線是否正確；第二，檢查原理圖與所用器件的引腳是否吻合，進而排除邏輯上的錯誤；第三，用萬用表檢查是否出現(xiàn)虛焊，短路或者開路的現(xiàn)象，進而排除線路問題和電源故障問題；第四，利用IAR下載調(diào)試K60過程中，最容易出現(xiàn)下載不了的情況，這時要注意Jlink的接線是否正確，查看驅(qū)動Jlink固件有沒有解鎖.

6 小結(jié)

該系統(tǒng)通過結(jié)合硬件調(diào)試，整體達到了預(yù)想的效果，APP無線監(jiān)控可以控制小車的行駛狀態(tài)和方向，視頻監(jiān)控可以捕捉到小車的周圍環(huán)境，視頻參數(shù)設(shè)置模塊實現(xiàn)了對視頻清晰度和旋轉(zhuǎn)方向的調(diào)整.只是開發(fā)的時候登錄界面使用的是公共服務(wù)器，可以在列表里面看到其他用戶的信息，今后會繼續(xù)完善.

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TP242.6

A

1673-260X（2017）06-0029-03

2017-04-19

2016年廣東大學(xué)生科技創(chuàng)新培育專項資金（攀登計劃）支持項目（pdjh2016b0972）