中期检查表、中期报告-基于android手机的多轴飞行器姿态控制系统

毕业论文中期检查表昆山杰普软件科技有限公司企业全称填表日期2014年4月28日以下内容由学生填写班级软件1017班课题类型设计类调研类实验类其他学生姓名王勇课题名称基于ANDROID手机的多轴飞行器姿态控制系统指导教师刘向星指导教师职称软件工程师选题是否有变化是否是否一人一题是否是否有文献综述是否课题拟解决的问题ANDROID平台通过其耳机接口输出正弦音频信号，该音频信号通过ARM进行转换，将手机输出的音频信号转换为改造后的多轴飞行器遥控器所需信号。在ANDROID平台改变其双声道音频信号的幅度和频率，由此来控制多轴飞行器的飞行姿态。设计时间2014年3月17日至2014年6月27日以下内容由检查组填写工作量及难度太大大小适中很难较难一般简单对分配工作完成的进度情况提前完成按计划完成拖后完成没有完成工作态度认真较认真一般不认真质量评价（学生前期已完成的工作情况）存在的问题检查组意见组长签名毕业设计中期报告一、毕业设计进度我于2月16日开始毕业设计的准备工作，先开始查阅ANDROID手机接口的相关资料，并开始学习ANDROID方面的开发。在查阅ANDROID方面的资料时通过在网上的文献网站查阅，在学校的图书馆也进行查阅，通过多渠道获取知识。在2月20日开始学习ANDROID方面的编程语言，并进行毕业设计的ANDROID手机端的程序编写。首先，需要对ANDROID软件的整体框架有一个初步的了解，了解一些基本的组件，信息的传递方法；然后进行深入学习，具体到每种组件的功能，布局中的每种控件下的不同属性，以及属性的功能呢过并在学习过程中记录遇到的问题，不断进步。在ANDROID端程序开发过程中由于用到了频率恒定的纯音文件，便学习了如何去生成纯音文件，该文件可以利用ADOBE公司开发的AUDITION软件生成。在3月下旬完成了ANDROID手机端的开发工作，通过ANDROID平台播放纯音文件，利用程序控制纯音文件播放的音频信号的幅度和频率大小。并利用示波器进行了测试，验证了程序的正确性。在3月末开始学习TINYM0开发板的相关的开发，做了一些与UART器件应用相关的实验，并学习通用的输入输出口的使用，做了与A/D转换器相关的基础实验。于4月上旬完成了TINYM0开发板的代码编写工作，实现将ANDROID端输出的音频信号的幅度与频率转换为数字量。在对TINYM0开发板端的程序进行测试时，需要使用到串口调试助手，通过使用串口调试助手得到TINYM0开发板端的正弦波信号转换后的数字量。本毕业设计进入到控制信号转换模块，编写PSOC开发板端的控制信号转换的程序，目的是将TINYM0开发板端的数字量转换为改造后的遥控器所需要的模拟信号，利用PSOC开发板端的模拟信号进行控制。计划在5月中旬完成对PSOC开发板端的代码编写工作，并进行初步的测试，通过测试验证PSOC开发板端程序的正确性。之后则需要对多轴飞行器饿遥控器进行改造，改造的目的是把经PSOC开发板转换后的信号输入到飞行器遥控器，由此控制飞行器的姿态。接下来需要做的是把ANDROID平台与TINYM0开发板链接，并把经过TINYM0开发板转换后的信号传给PSOC开发板，将通过PSOC开发板转换后得到的模拟信号输入到多轴飞行器遥控器。用改造后的遥控器控制多轴飞行器遥控器，实现通过ANDROID平台控制多轴飞行器的姿态。二、毕业设计主要内容本设计的目的是基于ANDROID平台，利用ANDROID平台的音频输出口的信号控制多轴飞行器的姿态。硬件平台的音频输出接口常见为耳机接口，音频输出口的信号主要包括通道数、信号幅度和信号频率三个参量。通过左右声道的信号幅度和频率控制多轴飞行器的俯仰、横滚、偏航和油门。在本毕业设计的第一章介绍涉及的多轴飞行器的的发展及其控制方式，并着重介绍了多轴飞行器的控制方式，同时对设计的目的和要求进行概要说明。在本毕业设计的第二章是对ANDROID开发平台以及ARM开发板TINYM0的介绍。首先介绍了软件开发采用的软硬件平台，以及关于ANDROID的一些基本知识。然后介绍了ARM开发板，即TINYM0开发板以及其开发环境。本系统所采用ANDROID平台是ZPADT8，在其上编写的软件控制纯音文件的播放，通过控制播放纯音的左右声道信号的幅度和频率实现对多轴飞行器的控制。由于ZPADT8的双声道音频信号不能被飞行遥控器接收，所以要通过TINYM0对ZPADT8的音频信号转换成遥控器所需要的信号。多轴飞行器的遥控器本身并没有接收外来遥控信号的功能，因此应对遥控器改造。改造后的遥控器可以接收TINYM0开发板转换后的信号，并识别开发板传出的信号，从而控制多轴飞行器的飞行姿势。在本毕业设计中利用TINYM0开发板对ANDROID手机输出的音频信号进行转换，将手机输出的音频信号的幅度和频率转换为数字量，并通过PSOC开发板将TINYM0输出的信号转换为改造后的遥控器所需要的信号。TINYM0是广州致远电子有限公司为企业用户和高校师生设计的一款开发工具，核心微控制器采用的NXP公司推出的LPC1100系列CORTEXM0内核芯片。LPC1100系列微控制器采用了ARM公司发布的CORTEXM0内核，工作频率高达50MHZ，功耗低至150A/MHZ，性能卓越、应用简单，更突出的是，它能够显著降低所有8/16位应用的代码长度，并且具有极低的市场定价，其价值和易用性比现有的8/16位微控制器更胜一筹，为追求ARM架构的8/16位用户提供了一种全新的32位解决方案。在使用MEDIAPLAYER时，只能控制媒体的音量。经过测试发现，在媒体音量调节时，对于双声道整体音量同步控制和左声道音量单独控制可以实现16级调节，对右声道音量单独控制在07范围内正常，在815范围内左声道会自动与右声道音量保持一致。因此，为实现对左右声道信号幅度的单独控制，在实验中将音量调节范围控制在07范围内。通过控制T8的软件从而控制纯音文件播放时的输出波形变化。使用音频文件控制声道输出信号时，音频文件播放时长是有限的。为了使平台在用户不终止的情况下连续输出音频信号，在编程实现时，将音频文件的播放设置为循环播放。由于ANDROID操作系统自身的限制，使得文件播放完至重新开始播放之间有一定的延时。本毕业设计的第三章介绍系统各模块的设计及其功能的实现。介绍了ANDROID平台音频信号的幅度和频率的控制，ANDROID传感器的应用开发和数据获取，及控制信号的转换。此外，还介绍了相关的通信协议，并对遥控器改造。本毕业设计的第四章介绍系统整体功能的实现。介绍系统的组成，对系统中重要模块的实现工程进行了介绍，包括ANDROID端控制软件的实现，TINYM0端信号转换的实现，并对系统的整体性能进行测试。本毕业设计的第五章是结论部分，总结毕业设计所做的主要工作、实现的功能和存在的不足，并介绍了自己在设计和实验过程中掌握的设计方法和心得体会。三、毕业设计主要成果在本毕业设计中涉及到了纯音文件的生成方法，并利用纯音文件，控制纯音文件在被播放时的正弦信号的振幅和频率，由此产生四个变化量，分别对应多轴飞行器的四个姿态。编写的ANDROID平台端的软件则实现了控制播放纯音文件，并控制播放纯音文件时声音的高低，还要实现不同频率文件的播放。在编写ANDROID平台端的程序时，采用AUDIOMANAGER获取系统音量管理权，使用到了MEDIAPLAYER实现对声音文件的播放控制。MEDIAPLAYER共有10个状态可以控制，需深刻理解其状态转化机制，可以防止程序运行中出现错误。利用TKSTUDIO集成开发环境开发TINYM0开发板端的程序，并把程序烧入到TINYM0开发板中运行。将ANDROID平台与TINYM0通过音频线连接，TINYM0开发板把ANDROID开发平台输出的音频信号转换为数字量。、要想利用TINYM0转换后的信号，需要将转换后的信号输入POC开发板，利用POC开发板将TINYM0输出的数字量转换为多轴飞行器的遥控器所需要的模拟信号，要将外来的信号接入遥控器就需要对原有遥控器进行改造，实现外接入信号控