中期檢查表、中期報(bào)告-基于android手機(jī)的多軸飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)

畢業(yè)論文中期檢查表昆山杰普軟件科技有限公司企業(yè)全稱(chēng)填表日期2014年4月28日以下內(nèi)容由學(xué)生填寫(xiě)班級(jí)軟件1017班課題類(lèi)型設(shè)計(jì)類(lèi)調(diào)研類(lèi)實(shí)驗(yàn)類(lèi)其他學(xué)生姓名王勇課題名稱(chēng)基于ANDROID手機(jī)的多軸飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)指導(dǎo)教師劉向星指導(dǎo)教師職稱(chēng)軟件工程師選題是否有變化是否是否一人一題是否是否有文獻(xiàn)綜述是否課題擬解決的問(wèn)題ANDROID平臺(tái)通過(guò)其耳機(jī)接口輸出正弦音頻信號(hào)，該音頻信號(hào)通過(guò)ARM進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將手機(jī)輸出的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為改造后的多軸飛行器遙控器所需信號(hào)。在ANDROID平臺(tái)改變其雙聲道音頻信號(hào)的幅度和頻率，由此來(lái)控制多軸飛行器的飛行姿態(tài)。設(shè)計(jì)時(shí)間2014年3月17日至2014年6月27日以下內(nèi)容由檢查組填寫(xiě)工作量及難度太大大小適中很難較難一般簡(jiǎn)單對(duì)分配工作完成的進(jìn)度情況提前完成按計(jì)劃完成拖后完成沒(méi)有完成工作態(tài)度認(rèn)真較認(rèn)真一般不認(rèn)真質(zhì)量評(píng)價(jià)（學(xué)生前期已完成的工作情況）存在的問(wèn)題檢查組意見(jiàn)組長(zhǎng)簽名畢業(yè)設(shè)計(jì)中期報(bào)告一、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度我于2月16日開(kāi)始畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作，先開(kāi)始查閱ANDROID手機(jī)接口的相關(guān)資料，并開(kāi)始學(xué)習(xí)ANDROID方面的開(kāi)發(fā)。在查閱ANDROID方面的資料時(shí)通過(guò)在網(wǎng)上的文獻(xiàn)網(wǎng)站查閱，在學(xué)校的圖書(shū)館也進(jìn)行查閱，通過(guò)多渠道獲取知識(shí)。在2月20日開(kāi)始學(xué)習(xí)ANDROID方面的編程語(yǔ)言，并進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的ANDROID手機(jī)端的程序編寫(xiě)。首先，需要對(duì)ANDROID軟件的整體框架有一個(gè)初步的了解，了解一些基本的組件，信息的傳遞方法；然后進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，具體到每種組件的功能，布局中的每種控件下的不同屬性，以及屬性的功能呢過(guò)并在學(xué)習(xí)過(guò)程中記錄遇到的問(wèn)題，不斷進(jìn)步。在ANDROID端程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中由于用到了頻率恒定的純音文件，便學(xué)習(xí)了如何去生成純音文件，該文件可以利用ADOBE公司開(kāi)發(fā)的AUDITION軟件生成。在3月下旬完成了ANDROID手機(jī)端的開(kāi)發(fā)工作，通過(guò)ANDROID平臺(tái)播放純音文件，利用程序控制純音文件播放的音頻信號(hào)的幅度和頻率大小。并利用示波器進(jìn)行了測(cè)試，驗(yàn)證了程序的正確性。在3月末開(kāi)始學(xué)習(xí)TINYM0開(kāi)發(fā)板的相關(guān)的開(kāi)發(fā)，做了一些與UART器件應(yīng)用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，并學(xué)習(xí)通用的輸入輸出口的使用，做了與A/D轉(zhuǎn)換器相關(guān)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。于4月上旬完成了TINYM0開(kāi)發(fā)板的代碼編寫(xiě)工作，實(shí)現(xiàn)將ANDROID端輸出的音頻信號(hào)的幅度與頻率轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。在對(duì)TINYM0開(kāi)發(fā)板端的程序進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要使用到串口調(diào)試助手，通過(guò)使用串口調(diào)試助手得到TINYM0開(kāi)發(fā)板端的正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。本畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)入到控制信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，編寫(xiě)PSOC開(kāi)發(fā)板端的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換的程序，目的是將TINYM0開(kāi)發(fā)板端的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為改造后的遙控器所需要的模擬信號(hào)，利用PSOC開(kāi)發(fā)板端的模擬信號(hào)進(jìn)行控制。計(jì)劃在5月中旬完成對(duì)PSOC開(kāi)發(fā)板端的代碼編寫(xiě)工作，并進(jìn)行初步的測(cè)試，通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證PSOC開(kāi)發(fā)板端程序的正確性。之后則需要對(duì)多軸飛行器餓遙控器進(jìn)行改造，改造的目的是把經(jīng)PSOC開(kāi)發(fā)板轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸入到飛行器遙控器，由此控制飛行器的姿態(tài)。接下來(lái)需要做的是把ANDROID平臺(tái)與TINYM0開(kāi)發(fā)板鏈接，并把經(jīng)過(guò)TINYM0開(kāi)發(fā)板轉(zhuǎn)換后的信號(hào)傳給PSOC開(kāi)發(fā)板，將通過(guò)PSOC開(kāi)發(fā)板轉(zhuǎn)換后得到的模擬信號(hào)輸入到多軸飛行器遙控器。用改造后的遙控器控制多軸飛行器遙控器，實(shí)現(xiàn)通過(guò)ANDROID平臺(tái)控制多軸飛行器的姿態(tài)。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)的目的是基于ANDROID平臺(tái)，利用ANDROID平臺(tái)的音頻輸出口的信號(hào)控制多軸飛行器的姿態(tài)。硬件平臺(tái)的音頻輸出接口常見(jiàn)為耳機(jī)接口，音頻輸出口的信號(hào)主要包括通道數(shù)、信號(hào)幅度和信號(hào)頻率三個(gè)參量。通過(guò)左右聲道的信號(hào)幅度和頻率控制多軸飛行器的俯仰、橫滾、偏航和油門(mén)。在本畢業(yè)設(shè)計(jì)的第一章介紹涉及的多軸飛行器的的發(fā)展及其控制方式，并著重介紹了多軸飛行器的控制方式，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)的目的和要求進(jìn)行概要說(shuō)明。在本畢業(yè)設(shè)計(jì)的第二章是對(duì)ANDROID開(kāi)發(fā)平臺(tái)以及ARM開(kāi)發(fā)板TINYM0的介紹。首先介紹了軟件開(kāi)發(fā)采用的軟硬件平臺(tái)，以及關(guān)于ANDROID的一些基本知識(shí)。然后介紹了ARM開(kāi)發(fā)板，即TINYM0開(kāi)發(fā)板以及其開(kāi)發(fā)環(huán)境。本系統(tǒng)所采用ANDROID平臺(tái)是ZPADT8，在其上編寫(xiě)的軟件控制純音文件的播放，通過(guò)控制播放純音的左右聲道信號(hào)的幅度和頻率實(shí)現(xiàn)對(duì)多軸飛行器的控制。由于ZPADT8的雙聲道音頻信號(hào)不能被飛行遙控器接收，所以要通過(guò)TINYM0對(duì)ZPADT8的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成遙控器所需要的信號(hào)。多軸飛行器的遙控器本身并沒(méi)有接收外來(lái)遙控信號(hào)的功能，因此應(yīng)對(duì)遙控器改造。改造后的遙控器可以接收TINYM0開(kāi)發(fā)板轉(zhuǎn)換后的信號(hào)，并識(shí)別開(kāi)發(fā)板傳出的信號(hào)，從而控制多軸飛行器的飛行姿勢(shì)。在本畢業(yè)設(shè)計(jì)中利用TINYM0開(kāi)發(fā)板對(duì)ANDROID手機(jī)輸出的音頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將手機(jī)輸出的音頻信號(hào)的幅度和頻率轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并通過(guò)PSOC開(kāi)發(fā)板將TINYM0輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為改造后的遙控器所需要的信號(hào)。TINYM0是廣州致遠(yuǎn)電子有限公司為企業(yè)用戶(hù)和高校師生設(shè)計(jì)的一款開(kāi)發(fā)工具，核心微控制器采用的NXP公司推出的LPC1100系列CORTEXM0內(nèi)核芯片。LPC1100系列微控制器采用了ARM公司發(fā)布的CORTEXM0內(nèi)核，工作頻率高達(dá)50MHZ，功耗低至150A/MHZ，性能卓越、應(yīng)用簡(jiǎn)單，更突出的是，它能夠顯著降低所有8/16位應(yīng)用的代碼長(zhǎng)度，并且具有極低的市場(chǎng)定價(jià)，其價(jià)值和易用性比現(xiàn)有的8/16位微控制器更勝一籌，為追求ARM架構(gòu)的8/16位用戶(hù)提供了一種全新的32位解決方案。在使用MEDIAPLAYER時(shí)，只能控制媒體的音量。經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在媒體音量調(diào)節(jié)時(shí)，對(duì)于雙聲道整體音量同步控制和左聲道音量單獨(dú)控制可以實(shí)現(xiàn)16級(jí)調(diào)節(jié)，對(duì)右聲道音量單獨(dú)控制在07范圍內(nèi)正常，在815范圍內(nèi)左聲道會(huì)自動(dòng)與右聲道音量保持一致。因此，為實(shí)現(xiàn)對(duì)左右聲道信號(hào)幅度的單獨(dú)控制，在實(shí)驗(yàn)中將音量調(diào)節(jié)范圍控制在07范圍內(nèi)。通過(guò)控制T8的軟件從而控制純音文件播放時(shí)的輸出波形變化。使用音頻文件控制聲道輸出信號(hào)時(shí)，音頻文件播放時(shí)長(zhǎng)是有限的。為了使平臺(tái)在用戶(hù)不終止的情況下連續(xù)輸出音頻信號(hào)，在編程實(shí)現(xiàn)時(shí)，將音頻文件的播放設(shè)置為循環(huán)播放。由于ANDROID操作系統(tǒng)自身的限制，使得文件播放完至重新開(kāi)始播放之間有一定的延時(shí)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的第三章介紹系統(tǒng)各模塊的設(shè)計(jì)及其功能的實(shí)現(xiàn)。介紹了ANDROID平臺(tái)音頻信號(hào)的幅度和頻率的控制，ANDROID傳感器的應(yīng)用開(kāi)發(fā)和數(shù)據(jù)獲取，及控制信號(hào)的轉(zhuǎn)換。此外，還介紹了相關(guān)的通信協(xié)議，并對(duì)遙控器改造。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的第四章介紹系統(tǒng)整體功能的實(shí)現(xiàn)。介紹系統(tǒng)的組成，對(duì)系統(tǒng)中重要模塊的實(shí)現(xiàn)工程進(jìn)行了介紹，包括ANDROID端控制軟件的實(shí)現(xiàn)，TINYM0端信號(hào)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)系統(tǒng)的整體性能進(jìn)行測(cè)試。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的第五章是結(jié)論部分，總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)所做的主要工作、實(shí)現(xiàn)的功能和存在的不足，并介紹了自己在設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中掌握的設(shè)計(jì)方法和心得體會(huì)。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)主要成果在本畢業(yè)設(shè)計(jì)中涉及到了純音文件的生成方法，并利用純音文件，控制純音文件在被播放時(shí)的正弦信號(hào)的振幅和頻率，由此產(chǎn)生四個(gè)變化量，分別對(duì)應(yīng)多軸飛行器的四個(gè)姿態(tài)。編寫(xiě)的ANDROID平臺(tái)端的軟件則實(shí)現(xiàn)了控制播放純音文件，并控制播放純音文件時(shí)聲音的高低，還要實(shí)現(xiàn)不同頻率文件的播放。在編寫(xiě)ANDROID平臺(tái)端的程序時(shí)，采用AUDIOMANAGER獲取系統(tǒng)音量管理權(quán)，使用到了MEDIAPLAYER實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音文件的播放控制。MEDIAPLAYER共有10個(gè)狀態(tài)可以控制，需深刻理解其狀態(tài)轉(zhuǎn)化機(jī)制，可以防止程序運(yùn)行中出現(xiàn)錯(cuò)誤。利用TKSTUDIO集成開(kāi)發(fā)環(huán)境開(kāi)發(fā)TINYM0開(kāi)發(fā)板端的程序，并把程序燒入到TINYM0開(kāi)發(fā)板中運(yùn)行。將ANDROID平臺(tái)與TINYM0通過(guò)音頻線連接，TINYM0開(kāi)發(fā)板把ANDROID開(kāi)發(fā)平臺(tái)輸出的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。、要想利用TINYM0轉(zhuǎn)換后的信號(hào)，需要將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸入POC開(kāi)發(fā)板，利用POC開(kāi)發(fā)板將TINYM0輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為多軸飛行器的遙控器所需要的模擬信號(hào)，要將外來(lái)的信號(hào)接入遙控器就需要對(duì)原有遙控器進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)外接入信號(hào)控