【《基于高德地图的智能小车控制系统的Android应用设计案例》4200字】

III基于高德地图的智能小车控制系统的Android应用设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u7713基于高德地图的智能小车控制系统的Android应用设计案例 1225011.1Androidstudio工程创建及文件介绍 1262881.2Android应用界面设计 360131.3Android基本控件和蓝牙通信网络 4310321.4高德地图移植 552651.5Android应用导航功能设计思路 7271652系统测试与误差分析 9305022.1智能小车的硬件调试 9229632.2智能小车的MCU软件测试 10156172.3Android应用调试 10149542.4智能小车避障测试与误差分析 11132222.5蓝牙控制测试与分析 11320602.6导航测试与误差分析 111.1Androidstudio工程创建及文件介绍创建工程：单击NEW，选择NEWProject，如图4-1操作。接着就会跳出图4-2，选择一个Activity，然后单击NEXT。接下来就是给工程命名，如图4-3，最后单击Finish,一个新工程就建好了。图4-1创建工程图图4-2Activity选择图图4-3工程命名AndroidApp文件目录如图4-4，AndroidManifest.xml文件内部写有Android的相关权限等。Java文件夹底下的是应用的源代码，其下的activity文件夹底下的是高德地图的相关源代码，bluetooth文件夹下的是蓝牙的通信源码和蓝牙设备好获取的源码，Data是全局变量文件，MainActivity为主界面的源码。在往后就是看res文件夹下的文件，layout文件夹下的是UI界面文件，drawable内包含各种图片文件，value则是包含字符串替代文件、颜色配置文件、以及APP的主题文件。图4-4Android应用文件目录图1.2Android应用界面设计AndroidAPP界面如图4-5，从图可知，需要从左palette栏脱出8个Button，有箭头的四个按键用于控制小车的前进、小车的后退、小车的左转、小车的右转。最底部的从左到右，分别用于设置小车为模式一、模式二、模式三。右上方的蓝牙按键跳出AlertDialo对话框，对话框内为一个列表，分别为打开蓝牙、蓝牙的连接、断开蓝牙。图4-5AndroidAPP界面图按键属性改动：从palette其默认样式为灰色，如图4-6(b)。本APP界面的是加上了背景图片，如图4-6(a)。接下来说一下按键属性，首先是Android:id是每个控件都有的，这是控件的id，用于Java文件中findViewById函数对控件的绑定，以作区分。Android:text是控件表面的文本信息，本App右上方的显示的蓝牙设置，就是通过以此来实现的。Android:background为控件的背景，想要作为其背景，需要将PNG格式文件放入drawable文件夹内。讲一下如何将jpg格式转化为PNG格式，可以使用windows自带的画图工具，将其粘贴进画板，然后保存时，选择PNG格式。图4-6按键对比图1.3Android基本控件和蓝牙通信网络首先介绍一些，简单的控件的编程。按键编程：先创建一个Button类,使用findViewById()去绑定UI界面的控件，然后在编写属于该按键的监听函数。监听函数有两种写法,一种是setOnClickListener()函数,另一种setOnTouchListener()函数。这两种的区别在于后者重写时，会多一个触屏事件变量MotionEvent，该变量可以检测按键的按下和弹起。有了以上的基本的控件编程了，接下来介绍一下，蓝牙相关的组件。想要调用Android手机的蓝牙组件，需要在AndroidManifest.xml文件中添加蓝牙的三条权限，接着就是去获得蓝牙适配器，只需BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()函数获取即可。有了蓝牙适配器，即可对手机蓝牙进行打开和关闭操作。接下来就是蓝牙设备连接，当用户单击连接蓝牙时，就会由MainActivity跳转至BluetoothDeviceListActivity,同时传递请求码。BluetoothDeviceListActivity内部主要利用广播去获取蓝牙设备，并将搜索到的设备存放在界面的列表中。选择需要连接的蓝牙设备后，会将请求码和蓝牙设备地址传回MainActivity。MainActivity接收到返回的请求码后，会进入onActivityResult()中将获取的蓝牙地址转化为蓝牙地址类，并调用ChatService中的连接线程，与该蓝牙设备创建一个新的蓝牙串口通信网络。因为HC-05为蓝牙串口透传模块，蓝牙网络的UUID必须00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB。ChatService为官方例程提供的源码，只略做解释，该文件内含连接线程ConnectThread()、数据接收和发送线程ConnectedThread()以及接受连接线程，这里其实只是用到前了两个线程。1.4高德地图移植目前国内主流的两大地图开发平台为百度地图API和高德地图API，本应用采用高德地图，因为高德地图有着覆盖其全平台产品的近千篇的开发文档，并且平台还提供了覆盖核心产品典型使用场景的示例。在移植高德地图之前需要做以下几个准备：申请密钥Key。首先需要注册高德地图开放平台的账号，成为高德地图开放平台的开发者，然后进入个人用户的控制台，单击“应用管理栏”下的“我的应用”，创建新的应用。在创建的应用上点击"添加"按钮，在弹出的对话框，如下图5-6所示。接下来只要填写key名称，同时去Androidstudio平台获取调试版的安全码SHA1、发布版的安全码SHA1、以及PackageName，即可获得高德地图的Key，切记一个Key只能一个应用使用，否则会出现应用无法访问平台的问题。图4-7申请Key图获取图4-7中所需要的信息。回到Androidstudio平台，单击Build栏下的GenerateSignedBunldorAPK，创建一个APK的Key，并将其加入工程中，详细步骤可以查百度，这里不详细说了。单击Androidstudio平台左下角的Terminal,利用cd命令进入Java的bin中，再输入“keytool-v-list-keystore

<前面创建APK的Key的路径>”，然后就会得到发布版的SHA1，如图4-8。相对于发布版SHA1，调试版安全的SHA1获取就容易多了，具体操作如图4-9。最后就是获取PackageName，该信息只需打开AndroidManifest.xml文件，在开头就会有这一句“<manifestxmlns:android="http://S/apk/res/android"package="XXXXX">”，只需要吧XXXX的内容填入即可。单击提交，就会获得高德地图的Key。图4-8发布版的SHA1获取图图4-9调试版安全SHA1操作图添加高德地图的开发包。首先去高德地图API官网，单击开发支持下的Android导航SDK。然后下拉，找到“相关下载”，即可下载到高德地图的开发包，接下来将开发包的文件移植到工程文件夹内的lib文件夹内。再如图4-10操作，就完成了开发包的添加。图4-10build.gradle操作图添加权限和高德地图的Key，该操作全是在AndroidManifest.xml内完成。权限和高德地图具体内容，如图4-11。图中android：value的值为步骤二获取到的。图4-11权限和高德地图Key1.5Android应用导航功能设计思路首先，由于高德地图的API过于复杂，所以可以去高德地图的开放平台学习提供的例程，然后依照官方例程仿写自己需要实现的功能。先确定目标：使用MCU传过来的经度和纬度信息来定位，因此我们需要去平台的开发者指南寻找，发现仅在Android导航SDK开发指南里，有关于“传入外部GPS数据”指导和介绍。简单介绍高德地图的“传入外部GPS数据”，其等价于不再使用系统的定位点进行驱动了，导航SDK内部将会以您传入的定位点数据为标准进行无起点算路和实时导航，建议传入频率为一秒一次，否则可能影响导航效果。想要使用这一功能，需要做好以下几步：(1)开启外部数据定位点，调用AMapNavi的setIsUseExtraGPSData()方法开启使用外部定位点数据，将其设置为true。(2)传入外部GPS数据，调用AMapNavi的setExtraGPSData()方法传入外部定位点数据。注意：传入的定位点数据必须是WGS84坐标系（type传入1）或者高德坐标系（type传入2），并且经度、纬度、速度、精度、角度、时间参数缺一不可。

(3)调用导航API，实现导航。启动导航需要有导航的路径，所以算路的API也是不可缺少的。根据官方的开放指南，算路分为经纬度算路和POI算路，很明确我们使用的是外部GPS数据，因此选择经纬度算路。开发指南给的算路指导，如图4-12。图4-12算路代码例程图根据图4-12，我们只需将接收到的经纬度信息，填入NaviLatLng(double纬度信息，double经度信息).然后调用AMapNavi类下的calculateRideRoute进行算路即可。(4)定时器更新定位信息，并重新导航。采用了Android的定时器来定时更新经度和纬度信息，并重新启动导航，同时将航向角发送给MCU，以此实现实时导航。Android的定时器程序框架，如图4-13。图4-13定时器程序框架图不同Activity之间的数据传递。通过学习和查资料，了解的方法有两种，一种是Bundle和Itent，跳转界面来传递数据，该方法弊端，每秒会跳出一个导航界面，导致按下Android手机的返回键，无法立马返回主界面。第二种，定义一个Android应用的全局变量，所有的Activity都有修改和获取的权限。只需新建一个Java类文件，将其继承于Application，然后修改AndroidMainfest.Xml内application下的android：name=“全局变量文件名”即可。接下来，只需在全局变量文件内编写修改函数和获取函数，在Activity中调用，就能完成数据的传递。经纬度转化为高德地图坐标，该内容写在Android定时器任务里面的。讲转化前，先简单的介绍一下坐标体系。主要的坐标格式有WGS84格式、高德坐标以及百度坐标。WGS84为常见的GPS经纬度，而高德坐标和百度坐标是两个平台各自将WGS84进行处理后的坐标体系。因此，在使用外部GPS数据定位时，需要先将WGS84转化为高德坐标。至此关于Android应用方面的修改和编写已全部完成，剩下的就是不停的调试和修改，让小车和手机通信稳定。5系统测试与误差分析系统调试分为三部分：智能小车的硬件调试、智能小车的MCU软件调试、Android应用调试、整体调试。这样可以快速定位问题由哪一部分引起的，大大的缩减了调试难度。2.1智能小车的硬件调试智能小车的硬件方面调试，主要分为万用表检测PCB板和观测各模块是否正常工作。检测引脚：主要的检查的是引脚是否存在虚焊或者漏焊现象。首先，将万用表调到蜂鸣档，然后打开PCB图，根据PCB图，检查每个引脚之间的导通关系。若导通，万用表就会发出“bi～”的声音。模块的观测：先查看L298N模块的指示灯，确认电源是否存在问题。指示灯常亮，表示电源无问题。查看最重要的主控的指示灯，灯亮起，MCU最小系统板已通电。再观测蓝牙模块的指示灯，若指示灯快速闪烁，表示准备就绪，等待连接；若其一秒一闪烁，表示已连接设备。最后观测到GPS模块闪烁，表示定位成功，一定要记住这点，Android应用无法接收到经纬度信息。也可以使用野火的串口助手，查看GPS的定位，如图5-1。图5-1GPS模块定位图2.2智能小车的MCU软件测试MCU软件调试，主要是通过ST-Link和MDK进行仿真、Android手机的蓝牙串口应用进行调试以及测试。首当其冲的是测试L298N对直流电机控制的程序，这部分测试十分简单，只需要再主程序中依次调用写好的前进函数、左转函数、右转函数、后退函数以及停止函数，来观测智能小车的行驶。其次测试的是蓝牙模块代码，这里直接调用printf()函数随意输出一个字符串，然后用Android手机串口应用查看接收的数据，与发送的数据是否一致。然后手机端发送之前约定的指令，看智能小车执行的动作，是否与指令相符合。2.3Android应用调试Android方面的测试，采用蓝牙模块与USB串口转TTL相连，利用电脑的串口助手发送数据和查看数据，并在Androidstudio平台上查看Android应用的输出日志。具体步骤，首先需要将手机设置为允许USB调试，通过USB线连接电脑，如图5-2操作，即可进行Android应用的仿真。图5-2Android应用仿真操作图2.4智能小车避障测试与误差分析在实际测试中，智能小车能够基本的识别障碍物。经过多次测试后，发现在识别曲面或斜面的物体时，有较大的概率无法识别出，还有就是面积小于0.5平方面的物体，也有小概率被无法识别出。2.5蓝牙控制测试与分析蓝牙控制智能小车的基本行动时，动作流畅，延迟小。相对来说，比较成功。2.6导航测试与误差分析