基于安卓控制的智能无线开关-毕业设计论文Word文件下载.doc
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摘要
本课题研究的是基于安卓手机控制的智能无线开关设计。
基于android手机平台和ARM核心板,借助于蓝牙技术,设计和实现了一种无线控制开关系统。
实现通过手机端无线控制ARM开发板端的LED灯的亮灭功能。
Android手机作为客户端发送蓝牙信号,蓝牙模块HC-06作为服务器端接收信号,并向服务器端的控制器ARM核心板传递信号。
双方通过串口进行通信。
ARM控制器通过判断是否接收到信号从而控制核心板上的LED灯的亮灭。
本文详细介绍了基于安卓智能手机的无线开关控制系统的设计以及实现。
从课题的背景开始讨论,接着到开发平台的搭建,再到系统整体方案的设计,最后对整个设计进行总结,分析出本系统的优势以及出现的不足。
关键词:
android蓝牙无线通信ARM
目录
1绪论 1
前言 1
1.1近距离无线通信技术概述 2
1.3课题的来源背景 5
1.4国内外研究状况 6
1.5系统总体方案 6
1.5.1设计要求 6
1.5.2硬件的选取:
6
1.5.3软件的设计:
7
2开发环境的搭建 8
2.1Linux开发环境搭建 8
2.1.1关于Linux系统 8
2.1.2关于GNU 8
2.1.3利用Vmware虚拟机搭建Linux开发环境 8
2.2安卓应用开发环境搭建 10
2.2.1关于Eclipse软件 10
2.2.2androidSDK开发环境搭建 10
2.2.3androidNDK开发环境搭建 11
3系统硬件的选取 13
3.1 关于ARM处理器 13
3.2GEC210开发板简介 15
3.3蓝牙HC-06模块的简介 17
3.3.1HC-06模块特征 17
3.3.2AT指令集(对蓝牙模块进行测试) 19
4系统软件的设计 22
4.1相关软件编程技术 22
4.1.1嵌入式C编程 22
4.2系统底层软件的设计 22
4.2.1LED灯驱动程序设计 22
4.2.2LED灯测试程序设计 26
4.2.3UART串口配置 28
4.3系统上层软件的设计 30
4.3.1android应用程序工程分析 30
4.3.2智能手机端的应用程序设计 31
4.3.3GEC210开发板端的应用程序设计 37
5系统整体的调试 42
5.1系统软硬件的测试 42
5.2结论与总结 45
参考文献 46
Abstract 47
附录:
48
附录一:
led_drv.c 48
附录二:
led_test.c 50
附录三:
AndroidApp工程源文件:
52
3.1主界面源代码MainActivity.java 52
3.2控制界面源代码SearchBlueTooth.java 55
3.3“关闭APP”类源代码SysApplication.java 60
3.5主界面布局文件:
activity_main.xml 61
3.6控制界面布局文件searchbluetooth.xml 63
附录四:
ArmApp工程源代码:
63
4.1主界面源文件MainActivity.java 63
4.2主界面布局文件activity_main.xml 65
4.3Jni源代码文件:
65
4.3.1C库源文件ArmApp.cpp 65
4.3.2头文件com_jhhu-armapp_MainActivity.h 69
4.3.3Android.mk 70
4.3.4Application.mk 70
致谢 71
仲恺农业工程学院毕业论文(设计)成绩评定表 72
1绪论
前言
随着移动互联网平台的发展,搭载着免费、开源的android操作系统的android智能手机在移动平台以其市场占有率第一的优势而大放异彩。
然而在现实生活中存在着许多这样的应用情况,系统需要实时传输小量的、近距离的突发信号,这就需要近距离无线通信技术。
因此,基于安卓智能手机控制的无线开关系统亦是一个值得关注的领域。
安卓智能手机随处可见,开关更是司空见惯,无线开关也是不再新鲜,然而基于安卓智能手机控制的无线开关确实一个较为新鲜的事物。
本系统是一个基于安卓手机的智能无线开关系统,其涉及的硬件设备由处理单元(基于contex-A8内核的S5PV210处理器)、发射模块(三星智能手机)、接收模块(蓝牙接收器)、ARM核心板以及其外接电路构成。
软件系统则需要用JAVA语言写两个安卓APP,一个是安装到手机端作为蓝牙信号发送的发送端,另一个则是安装到ARM核心板上作为蓝牙信号的接收端。
除此之外,还需要用C语言写关于ARM板上的LED灯的硬件驱动程序以及uart串口的初始化程序。
当发射模块发出信号时,接收模块会接收到无线信号,ARM处理器就会作出分析使对应的LED灯执行相应的亮灭操作,以LED灯的亮灭来模拟开关的状态。
此设计需要用到C语言,JAVA语言,数字电路,模拟电路,嵌入式系统设计以及安卓编程等相关知识。
1.1近距离无线通信技术概述
目前使用较广泛的近距无线通信技术是蓝牙(Bluetooth),无线局域网802.11(Wi-Fi)和红外数据传输(IrDA)。
同时还有一些具有发展潜力的近距无线技术标准,它们分别是:
ZigBee、超宽频(UltraWideBand)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、无线1394和专用无线系统等。
它们都有其立足的特点,或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求;
或着眼于功能的扩充性;
或符合某些单一应用的特别要求;
或建立竞争技术的差异化等。
但是没有一种技术可以完美到足以满足所有的需求。
蓝牙技术有其性价比高,普遍性(一般的智能手机都有搭载蓝牙模块)的特点,较为适合用作短距离无线通信,因此此处主要对蓝牙技术进行介绍。
蓝牙技术(bluetooth)技术是近几年出现的,广受业界关注的近距无线连接技术。
它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,它以低成本的短距离无线连接为基础,可为固定的或移动的终端设备提供廉价的接入服务。
蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口,将通信技术与计算机技术进一步结合起来,使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下,能在近距离范围内实现相互通信或操作。
其传输频段为全球公众通用的2.4GHzISM频段,提供1Mbps的传输速率和10m的传输距离。
蓝牙技术诞生于1994年,Ericsson当时决定开发一种低功耗、低成本的无线接口,以建立手机及其附件间的通信。
该技术还陆续获得PC行业业界巨头的支持。
1998年,蓝牙技术协议由Ericsson、IBM、Intel、NOKIA、Toshiba等5家公司达成一致。
蓝牙协议的标准版本为802.15.1,由蓝牙小组(SIG)负责开发。
802.15.1的最初标准基于蓝牙1.1实现,后者已构建到现行很多蓝牙设备中。
新版802.15.1a基本等同于蓝牙1.2标准,具备一定的QoS特性,并完整保持后向兼容性。
蓝牙行业是个突飞猛进的行业,2004年到2011年,蓝牙设备的综合年增长率为40%。
07年蓝牙设备的出货量达5亿件,市场份额增加了71%。
预计到2009,出货量将达到20亿件。
中国是世界最大的蓝牙生产研发基地,全球80%的蓝牙企业在中国,中国80%的蓝牙企业在深圳。
国内最大的蓝牙方案公司深圳市吉联通数码科技有限公司、国内最大的蓝牙电池邦凯电子有限公司、全球著名的蓝牙键盘制造商中易腾达,国内最著名的蓝牙车载创美佳等公司都深圳,但蓝牙技术遭遇了最大的障碍是过于昂贵,这就使得许多用户不愿意花大价钱来购买这种无线设备。
因此,首要解决的就是蓝牙附属地位的问题和蓝牙芯片国产化的问题。
随着蓝牙芯片国产化,中国确定自己的技术标准,很快就可以解决目前中国蓝牙企业“山寨化”的问题,让所有中国蓝牙企业生产合乎中国技术标准的产品。
二是进入了蓝牙产业链的上游,形成完整的产业链条。
第三,可以借此解决目前蓝牙使用上由于“配对”复杂,而妨碍用户使用,造成市场推广的障碍。
以上优势的形成,必将改变中国蓝牙行业的现有局面,并在深圳形成以高新技术为龙头的一体化蓝牙产业基地,更好的为全中国,全世界服务。
业内专家认为,蓝牙的市场前景取决于蓝牙价格和基于蓝牙的应用是否能达到一定的规模。
有了蓝牙,我们可以不再为数字家庭的布线而烦恼,移动电话、计算机、数码相机、摄像机、打印机、传真机和掌上电脑等能随心所欲无线连通。
有了蓝牙,这些设备即会实现自动同步。
即使用户的个人电脑放在手提箱内,用户也可以通过电话收电子邮件,通过移动电话屏幕阅读邮件标题,而不会有到处找连接线、开机、关机等待等等诸如此类的一系列烦恼。
蓝牙技术拥有广阔的潜力市场。
1.2android操作系统简介
Android操作系统是一款由Google公司于2007年11月5日宣布的基于Linux平台的开源手机操作系统。
2008年9月22日,美国运营商T-MobileUSA在纽约正式发布第一款Google手机——T-MobileG1。
该款手机为台湾宏达电代工制造,是世界上第一部使用Android操作系统的手机。
至最新的数据显示,搭载着安卓系统的智能手机在世界市场的占有率已达到78.9%,远远抛开排名第二的ios系统的15.5%。
成为目前市场占有率最高,发展最为快速的一种手机操作系统。
Android系统是基于Linux和Java技术,它在底层采用Linux内核和本地库,在上层提供Java支持框架和开发接口。
它借助于Linux强大的稳定性、开放性和可移植性,Java语言开发的广泛性、简单性和可移植性,一经推出就受动广泛关注和欢迎,在嵌入式开发中产生比较深远的影响。
Android的系统架构采用了分层架构的思想,如下图所示。
从上层到底层共包括四层,分别是应用程序程序层、应用框架层、系统库和Android运行时和Linux内核。
图1Android系统架构图
每层功能简要介绍如下:
一应用程序层
该层提供一些核心应用程序包,例如电子邮件、短信、日历、地图、浏览器和联系人管理等。
同时,开发者可以利用Java语言设计和编写属于自己的应用程序,而这些程序与那些核心应用程序彼此平等、友好共处。
二应用程序框架层
该层是Android应用开发的基础,开发人员大部分情况是在和她打交道。
应用程序框架层包括活动管理器、窗口管理器、内容提供者、视图系统、包管理器、电话管理器、资源管理器、位置管理器、通知管理器和XMPP服务十个部分。
在Android平台上,开发人员可以完全访问核心应用程序所使用的API框架。
并且,任何一个应用程序都可以发布自身的功能模块,而其他应用程序则可
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- 基于 控制 智能 无线 开关 毕业设计 论文