III基于高德地圖的智能小車控制系統(tǒng)的Android應(yīng)用設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u7713基于高德地圖的智能小車控制系統(tǒng)的Android應(yīng)用設(shè)計案例 1225011.1Androidstudio工程創(chuàng)建及文件介紹 1262881.2Android應(yīng)用界面設(shè)計 360131.3Android基本控件和藍牙通信網(wǎng)絡(luò) 4310321.4高德地圖移植 552651.5Android應(yīng)用導(dǎo)航功能設(shè)計思路 7271652系統(tǒng)測試與誤差分析 9305022.1智能小車的硬件調(diào)試 9229632.2智能小車的MCU軟件測試 10156172.3Android應(yīng)用調(diào)試 10149542.4智能小車避障測試與誤差分析 11132222.5藍牙控制測試與分析 11320602.6導(dǎo)航測試與誤差分析 111.1Androidstudio工程創(chuàng)建及文件介紹創(chuàng)建工程：單擊NEW，選擇NEWProject，如圖4-1操作。接著就會跳出圖4-2，選擇一個Activity，然后單擊NEXT。接下來就是給工程命名，如圖4-3，最后單擊Finish,一個新工程就建好了。圖4-1創(chuàng)建工程圖圖4-2Activity選擇圖圖4-3工程命名AndroidApp文件目錄如圖4-4，AndroidManifest.xml文件內(nèi)部寫有Android的相關(guān)權(quán)限等。Java文件夾底下的是應(yīng)用的源代碼，其下的activity文件夾底下的是高德地圖的相關(guān)源代碼，bluetooth文件夾下的是藍牙的通信源碼和藍牙設(shè)備好獲取的源碼，Data是全局變量文件，MainActivity為主界面的源碼。在往后就是看res文件夾下的文件，layout文件夾下的是UI界面文件，drawable內(nèi)包含各種圖片文件，value則是包含字符串替代文件、顏色配置文件、以及APP的主題文件。圖4-4Android應(yīng)用文件目錄圖1.2Android應(yīng)用界面設(shè)計AndroidAPP界面如圖4-5，從圖可知，需要從左palette欄脫出8個Button，有箭頭的四個按鍵用于控制小車的前進、小車的后退、小車的左轉(zhuǎn)、小車的右轉(zhuǎn)。最底部的從左到右，分別用于設(shè)置小車為模式一、模式二、模式三。右上方的藍牙按鍵跳出AlertDialo對話框，對話框內(nèi)為一個列表，分別為打開藍牙、藍牙的連接、斷開藍牙。圖4-5AndroidAPP界面圖按鍵屬性改動：從palette其默認樣式為灰色，如圖4-6(b)。本APP界面的是加上了背景圖片，如圖4-6(a)。接下來說一下按鍵屬性，首先是Android:id是每個控件都有的，這是控件的id，用于Java文件中findViewById函數(shù)對控件的綁定，以作區(qū)分。Android:text是控件表面的文本信息，本App右上方的顯示的藍牙設(shè)置，就是通過以此來實現(xiàn)的。Android:background為控件的背景，想要作為其背景，需要將PNG格式文件放入drawable文件夾內(nèi)。講一下如何將jpg格式轉(zhuǎn)化為PNG格式，可以使用windows自帶的畫圖工具，將其粘貼進畫板，然后保存時，選擇PNG格式。圖4-6按鍵對比圖1.3Android基本控件和藍牙通信網(wǎng)絡(luò)首先介紹一些，簡單的控件的編程。按鍵編程：先創(chuàng)建一個Button類,使用findViewById()去綁定UI界面的控件，然后在編寫屬于該按鍵的監(jiān)聽函數(shù)。監(jiān)聽函數(shù)有兩種寫法,一種是setOnClickListener()函數(shù),另一種setOnTouchListener()函數(shù)。這兩種的區(qū)別在于后者重寫時，會多一個觸屏事件變量MotionEvent，該變量可以檢測按鍵的按下和彈起。有了以上的基本的控件編程了，接下來介紹一下，藍牙相關(guān)的組件。想要調(diào)用Android手機的藍牙組件，需要在AndroidManifest.xml文件中添加藍牙的三條權(quán)限，接著就是去獲得藍牙適配器，只需BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()函數(shù)獲取即可。有了藍牙適配器，即可對手機藍牙進行打開和關(guān)閉操作。接下來就是藍牙設(shè)備連接，當(dāng)用戶單擊連接藍牙時，就會由MainActivity跳轉(zhuǎn)至BluetoothDeviceListActivity,同時傳遞請求碼。BluetoothDeviceListActivity內(nèi)部主要利用廣播去獲取藍牙設(shè)備，并將搜索到的設(shè)備存放在界面的列表中。選擇需要連接的藍牙設(shè)備后，會將請求碼和藍牙設(shè)備地址傳回MainActivity。MainActivity接收到返回的請求碼后，會進入onActivityResult()中將獲取的藍牙地址轉(zhuǎn)化為藍牙地址類，并調(diào)用ChatService中的連接線程，與該藍牙設(shè)備創(chuàng)建一個新的藍牙串口通信網(wǎng)絡(luò)。因為HC-05為藍牙串口透傳模塊，藍牙網(wǎng)絡(luò)的UUID必須00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB。ChatService為官方例程提供的源碼，只略做解釋，該文件內(nèi)含連接線程ConnectThread()、數(shù)據(jù)接收和發(fā)送線程ConnectedThread()以及接受連接線程，這里其實只是用到前了兩個線程。1.4高德地圖移植目前國內(nèi)主流的兩大地圖開發(fā)平臺為百度地圖API和高德地圖API，本應(yīng)用采用高德地圖，因為高德地圖有著覆蓋其全平臺產(chǎn)品的近千篇的開發(fā)文檔，并且平臺還提供了覆蓋核心產(chǎn)品典型使用場景的示例。在移植高德地圖之前需要做以下幾個準備：申請密鑰Key。首先需要注冊高德地圖開放平臺的賬號，成為高德地圖開放平臺的開發(fā)者，然后進入個人用戶的控制臺，單擊“應(yīng)用管理欄”下的“我的應(yīng)用”，創(chuàng)建新的應(yīng)用。在創(chuàng)建的應(yīng)用上點擊"添加"按鈕，在彈出的對話框，如下圖5-6所示。接下來只要填寫key名稱，同時去Androidstudio平臺獲取調(diào)試版的安全碼SHA1、發(fā)布版的安全碼SHA1、以及PackageName，即可獲得高德地圖的Key，切記一個Key只能一個應(yīng)用使用，否則會出現(xiàn)應(yīng)用無法訪問平臺的問題。圖4-7申請Key圖獲取圖4-7中所需要的信息。回到Androidstudio平臺，單擊Build欄下的GenerateSignedBunldorAPK，創(chuàng)建一個APK的Key，并將其加入工程中，詳細步驟可以查百度，這里不詳細說了。單擊Androidstudio平臺左下角的Terminal,利用cd命令進入Java的bin中，再輸入“keytool-v-list-keystore

<前面創(chuàng)建APK的Key的路徑>”，然后就會得到發(fā)布版的SHA1，如圖4-8。相對于發(fā)布版SHA1，調(diào)試版安全的SHA1獲取就容易多了，具體操作如圖4-9。最后就是獲取PackageName，該信息只需打開AndroidManifest.xml文件，在開頭就會有這一句“<manifestxmlns:android="http://S/apk/res/android"package="XXXXX">”，只需要吧XXXX的內(nèi)容填入即可。單擊提交，就會獲得高德地圖的Key。圖4-8發(fā)布版的SHA1獲取圖圖4-9調(diào)試版安全SHA1操作圖添加高德地圖的開發(fā)包。首先去高德地圖API官網(wǎng)，單擊開發(fā)支持下的Android導(dǎo)航SDK。然后下拉，找到“相關(guān)下載”，即可下載到高德地圖的開發(fā)包，接下來將開發(fā)包的文件移植到工程文件夾內(nèi)的lib文件夾內(nèi)。再如圖4-10操作，就完成了開發(fā)包的添加。圖4-10build.gradle操作圖添加權(quán)限和高德地圖的Key，該操作全是在AndroidManifest.xml內(nèi)完成。權(quán)限和高德地圖具體內(nèi)容，如圖4-11。圖中android：value的值為步驟二獲取到的。圖4-11權(quán)限和高德地圖Key1.5Android應(yīng)用導(dǎo)航功能設(shè)計思路首先，由于高德地圖的API過于復(fù)雜，所以可以去高德地圖的開放平臺學(xué)習(xí)提供的例程，然后依照官方例程仿寫自己需要實現(xiàn)的功能。先確定目標：使用MCU傳過來的經(jīng)度和緯度信息來定位，因此我們需要去平臺的開發(fā)者指南尋找，發(fā)現(xiàn)僅在Android導(dǎo)航SDK開發(fā)指南里，有關(guān)于“傳入外部GPS數(shù)據(jù)”指導(dǎo)和介紹。簡單介紹高德地圖的“傳入外部GPS數(shù)據(jù)”，其等價于不再使用系統(tǒng)的定位點進行驅(qū)動了，導(dǎo)航SDK內(nèi)部將會以您傳入的定位點數(shù)據(jù)為標準進行無起點算路和實時導(dǎo)航，建議傳入頻率為一秒一次，否則可能影響導(dǎo)航效果。想要使用這一功能，需要做好以下幾步：(1)開啟外部數(shù)據(jù)定位點，調(diào)用AMapNavi的setIsUseExtraGPSData()方法開啟使用外部定位點數(shù)據(jù)，將其設(shè)置為true。(2)傳入外部GPS數(shù)據(jù)，調(diào)用AMapNavi的setExtraGPSData()方法傳入外部定位點數(shù)據(jù)。注意：傳入的定位點數(shù)據(jù)必須是WGS84坐標系（type傳入1）或者高德坐標系（type傳入2），并且經(jīng)度、緯度、速度、精度、角度、時間參數(shù)缺一不可。

(3)調(diào)用導(dǎo)航API，實現(xiàn)導(dǎo)航。啟動導(dǎo)航需要有導(dǎo)航的路徑，所以算路的API也是不可缺少的。根據(jù)官方的開放指南，算路分為經(jīng)緯度算路和POI算路，很明確我們使用的是外部GPS數(shù)據(jù)，因此選擇經(jīng)緯度算路。開發(fā)指南給的算路指導(dǎo)，如圖4-12。圖4-12算路代碼例程圖根據(jù)圖4-12，我們只需將接收到的經(jīng)緯度信息，填入NaviLatLng(double緯度信息，double經(jīng)度信息).然后調(diào)用AMapNavi類下的calculateRideRoute進行算路即可。(4)定時器更新定位信息，并重新導(dǎo)航。采用了Android的定時器來定時更新經(jīng)度和緯度信息，并重新啟動導(dǎo)航，同時將航向角發(fā)送給MCU，以此實現(xiàn)實時導(dǎo)航。Android的定時器程序框架，如圖4-13。圖4-13定時器程序框架圖不同Activity之間的數(shù)據(jù)傳遞。通過學(xué)習(xí)和查資料，了解的方法有兩種，一種是Bundle和Itent，跳轉(zhuǎn)界面來傳遞數(shù)據(jù)，該方法弊端，每秒會跳出一個導(dǎo)航界面，導(dǎo)致按下Android手機的返回鍵，無法立馬返回主界面。第二種，定義一個Android應(yīng)用的全局變量，所有的Activity都有修改和獲取的權(quán)限。只需新建一個Java類文件，將其繼承于Application，然后修改AndroidMainfest.Xml內(nèi)application下的android：name=“全局變量文件名”即可。接下來，只需在全局變量文件內(nèi)編寫修改函數(shù)和獲取函數(shù)，在Activity中調(diào)用，就能完成數(shù)據(jù)的傳遞。經(jīng)緯度轉(zhuǎn)化為高德地圖坐標，該內(nèi)容寫在Android定時器任務(wù)里面的。講轉(zhuǎn)化前，先簡單的介紹一下坐標體系。主要的坐標格式有WGS84格式、高德坐標以及百度坐標。WGS84為常見的GPS經(jīng)緯度，而高德坐標和百度坐標是兩個平臺各自將WGS84進行處理后的坐標體系。因此，在使用外部GPS數(shù)據(jù)定位時，需要先將WGS84轉(zhuǎn)化為高德坐標。至此關(guān)于Android應(yīng)用方面的修改和編寫已全部完成，剩下的就是不停的調(diào)試和修改，讓小車和手機通信穩(wěn)定。5系統(tǒng)測試與誤差分析系統(tǒng)調(diào)試分為三部分：智能小車的硬件調(diào)試、智能小車的MCU軟件調(diào)試、Android應(yīng)用調(diào)試、整體調(diào)試。這樣可以快速定位問題由哪一部分引起的，大大的縮減了調(diào)試難度。2.1智能小車的硬件調(diào)試智能小車的硬件方面調(diào)試，主要分為萬用表檢測PCB板和觀測各模塊是否正常工作。檢測引腳：主要的檢查的是引腳是否存在虛焊或者漏焊現(xiàn)象。首先，將萬用表調(diào)到蜂鳴檔，然后打開PCB圖，根據(jù)PCB圖，檢查每個引腳之間的導(dǎo)通關(guān)系。若導(dǎo)通，萬用表就會發(fā)出“bi～”的聲音。模塊的觀測：先查看L298N模塊的指示燈，確認電源是否存在問題。指示燈常亮，表示電源無問題。查看最重要的主控的指示燈，燈亮起，MCU最小系統(tǒng)板已通電。再觀測藍牙模塊的指示燈，若指示燈快速閃爍，表示準備就緒，等待連接；若其一秒一閃爍，表示已連接設(shè)備。最后觀測到GPS模塊閃爍，表示定位成功，一定要記住這點，Android應(yīng)用無法接收到經(jīng)緯度信息。也可以使用野火的串口助手，查看GPS的定位，如圖5-1。圖5-1GPS模塊定位圖2.2智能小車的MCU軟件測試MCU軟件調(diào)試，主要是通過ST-Link和MDK進行仿真、Android手機的藍牙串口應(yīng)用進行調(diào)試以及測試。首當(dāng)其沖的是測試L298N對直流電機控制的程序，這部分測試十分簡單，只需要再主程序中依次調(diào)用寫好的前進函數(shù)、左轉(zhuǎn)函數(shù)、右轉(zhuǎn)函數(shù)、后退函數(shù)以及停止函數(shù)，來觀測智能小車的行駛。其次測試的是藍牙模塊代碼，這里直接調(diào)用printf()函數(shù)隨意輸出一個字符串，然后用Android手機串口應(yīng)用查看接收的數(shù)據(jù)，與發(fā)送的數(shù)據(jù)是否一致。然后手機端發(fā)送之前約定的指令，看智能小車執(zhí)行的動作，是否與指令相符合。2.3Android應(yīng)用調(diào)試Android方面的測試，采用藍牙模塊與USB串口轉(zhuǎn)TTL相連，利用電腦的串口助手發(fā)送數(shù)據(jù)和查看數(shù)據(jù)，并在Androidstudio平臺上查看Android應(yīng)用的輸出日志。具體步驟，首先需要將手機設(shè)置為允許USB調(diào)試，通過USB線連接電腦，如圖5-2操作，即可進行Android應(yīng)用的仿真。圖5-2Android應(yīng)用仿真操作圖2.4智能小車避障測試與誤差分析在實際測試中，智能小車能夠基本的識別障礙物。經(jīng)過多次測試后，發(fā)現(xiàn)在識別曲面或斜面的物體時，有較大的概率無法識別出，還有就是面積小于0.5平方面的物體，也有小概率被無法識別出。2.5藍牙控制測試與分析藍牙控制智能小車的基本行動時，動作流暢，延遲小。相對來說，比較成功。2.6導(dǎo)航測試與誤差分析