基于android系統(tǒng)的無線控制路燈

基于android系統(tǒng)的無線控制路燈[1]，完全開放源代碼，擁有全面的應(yīng)用程序框架，以及豐富的應(yīng)用程序開發(fā)接口。Android平臺(tái)采用分層的架構(gòu)，由下到上包括：1.Linux內(nèi)核層2.運(yùn)行環(huán)境與庫層3.應(yīng)用程序框架層4.應(yīng)用程序?qū)訄D2-15系統(tǒng)架構(gòu)圖Android所具有的優(yōu)勢或者特性：1.Android系統(tǒng)完全開源，它的從底層系統(tǒng)到上層用戶類庫，界面等都是完全開放的。我們所有人都可以查看到學(xué)習(xí)源代碼，也能根據(jù)谷歌的版本自己學(xué)習(xí)去編寫一些系統(tǒng)，像很多手機(jī)廠商都會(huì)自己寫出一個(gè)帶有自己特色的Android系統(tǒng)，他們還會(huì)在谷歌的基礎(chǔ)上對功能方面做出一些優(yōu)化。2.多元化設(shè)備支持的Android除了在智能手機(jī)上應(yīng)用外，還在平板電腦，互聯(lián)網(wǎng)電視，車載導(dǎo)航儀及一些它智能硬件上被廣泛應(yīng)用比如小米的平板電腦，樂視的電視，華為的車載導(dǎo)航儀等還有圍繞自動(dòng)駕駛相關(guān)的產(chǎn)業(yè)也是利用的Android的系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的所以對應(yīng)的的Android的開發(fā)工程師將來的就業(yè)方向不一定都是App，其它方面的應(yīng)用也相當(dāng)廣闊.3.Dalvik虛擬機(jī)Dalvik虛擬機(jī)相對于SunVM來說有很多不同。比如dalvik基于寄存器，sun是基于棧;太陽虛擬機(jī)運(yùn)行的是類文件，Dalvik的是谷歌自定義的DEX文件.Dalvik在低速CPU上表現(xiàn)的性能更高，對內(nèi)存的使用也更高效。這恰恰是移動(dòng)設(shè)備所需要的。4.開放的第三方應(yīng)用。以下分別介紹Andoid各個(gè)層次一些相關(guān)技術(shù)：Linux層是Android的最底層，是Android的基礎(chǔ)，Android平臺(tái)的核心系統(tǒng)服務(wù)依賴于Linux操作層的內(nèi)核。Linux內(nèi)核層幾乎提供了所有客戶端設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)與各種不同硬件的通信。運(yùn)行環(huán)境與庫層是用C/C++編寫的，其中虛擬機(jī)部分可以運(yùn)行Java語言，C語言標(biāo)準(zhǔn)庫文件，所使用的輕量級關(guān)系數(shù)據(jù)庫的庫文件等都被放在這里的函數(shù)庫中。2.4本章小結(jié)本章主要介紹了在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中都用到了那些技術(shù)，并對用到的這些技術(shù)進(jìn)行了大體上的介紹。第3章系統(tǒng)分析及總體設(shè)計(jì)第3章系統(tǒng)分析及總體設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)需求分析結(jié)合系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能來查找我們遇到的問題，以及有關(guān)問題的全面詳細(xì)信息，例如系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能，我們需要的要求以及面對這些問題的解決方案和問題分析。以及最終完成后我們會(huì)得到什么樣的效果的系統(tǒng)。3.1.1功能需求本課題是以路燈控制為背景，遠(yuǎn)程遙控及其應(yīng)用進(jìn)行創(chuàng)新和研發(fā)。在做了充分的市場調(diào)研之后，利用高新技術(shù)形成了一套燈光控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)燈遠(yuǎn)程遙控開關(guān)燈。1.系統(tǒng)特點(diǎn)及功能描述：①功能：以stm32f103c8t6為主控CPU，實(shí)現(xiàn)光照強(qiáng)度傳感器采集光照并發(fā)給手機(jī)和檢測是否有人體經(jīng)過的功能。②通信：本課題wifi通信，把系統(tǒng)收集到的光照強(qiáng)度發(fā)送給用戶。2.系統(tǒng)流程分析：用戶直接通過手機(jī)發(fā)送指令給燈光，直接人工控制燈光的亮滅。3.1.2系統(tǒng)接口分析硬件接口分析：USB接口用于供電，USART串口與SIM芯片相連接實(shí)現(xiàn)短信通訊功能，JTAG接口與計(jì)算機(jī)連接實(shí)現(xiàn)調(diào)試和下載工作。通信接口分析：本設(shè)計(jì)通過普通的IO口實(shí)現(xiàn)串口通信。使用的是手機(jī)客戶端，現(xiàn)在基本上每個(gè)人都會(huì)使用手機(jī)，手機(jī)端界面簡單明了。想要開什么燈，只需直接點(diǎn)擊即可。圖3-1畢業(yè)設(shè)計(jì)Android端控制界面3.2系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)本系統(tǒng)既有硬件模塊設(shè)計(jì)，也有軟件的研發(fā)。其中硬件模塊主要功能為控制燈珠亮滅，軟件研發(fā)則為控制燈光亮滅，可以進(jìn)入系統(tǒng)并且的一個(gè)Androidapp。3.3系統(tǒng)詳細(xì)介紹3.3.1系統(tǒng)功能組成整個(gè)控制系統(tǒng)是：手動(dòng)控制燈光亮滅。這些系統(tǒng)通信由wifi發(fā)送，再由基站轉(zhuǎn)發(fā)給手機(jī)客戶端。3.3.2系統(tǒng)控制參數(shù)本系統(tǒng)的控制目的是使燈能夠通過人工手動(dòng)調(diào)節(jié)。本系統(tǒng)主要涉及的參數(shù)有：各個(gè)燈開關(guān)的控制。其中控制參數(shù)如下：項(xiàng)目控制參數(shù)相應(yīng)的處理措施1模塊連接在app上點(diǎn)擊連接。1k1在app上點(diǎn)擊開啟和關(guān)閉鍵。2k2在app上點(diǎn)擊開啟和關(guān)閉鍵。3k3在app上點(diǎn)擊開啟和關(guān)閉鍵。表3-2系統(tǒng)控制參數(shù)表3.3.3系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)本人在設(shè)計(jì)中使用3個(gè)模塊，一個(gè)主控CPU和2子模塊，分別為式最小系統(tǒng)板、電源模塊、wifi模塊。最小系統(tǒng)板控制模塊以STM32F103C8T6為主要控制CPU調(diào)配其他模塊協(xié)同工作。其中控制部分為：中心控制模塊，就是stm32f103c8t6芯片，其中包括時(shí)鐘和晶振，還有復(fù)位電路等。該模塊的主要功能是最小系統(tǒng)板各個(gè)引腳的信號以及一些通過其他模塊接收到的命令和參數(shù)進(jìn)行計(jì)算處理，然后發(fā)出各種控制信號，不同的信號控制不同的模塊完成相應(yīng)的動(dòng)作。3.4本章小結(jié)本章主要從系統(tǒng)的可行性和需求分析上來詳細(xì)的分析本課題所做的系統(tǒng)，以確保該系統(tǒng)是切實(shí)可行的，是有消費(fèi)市場的。從大方向看整個(gè)系統(tǒng)，對系統(tǒng)做了一個(gè)概要的設(shè)計(jì)，明確了對整個(gè)系統(tǒng)的思路。第5章系統(tǒng)軟件模塊設(shè)計(jì)第4章系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計(jì)4.1硬件整體設(shè)計(jì)本人為了滿足人們追求更方便、更快捷、更智能、更人性化的家庭生活方式，提出了一種基于wifi的燈光控制器的設(shè)計(jì)方案，并完成了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其中在硬件模塊重點(diǎn)描述了LED燈，繼電器等。實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)具有操控方便快捷、可人工可智能、組網(wǎng)方便等特點(diǎn)，已經(jīng)完全達(dá)到了設(shè)計(jì)初衷和要求。圖4-1系統(tǒng)的硬件框圖圖4-2硬件端整體接線圖4.2繼電器繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。圖4-3六腳繼電器圖4.3LED燈LED燈5伏供電，但為防止燈被燒壞需要三個(gè)上拉電阻來限壓圖4-4燈光接線圖4.4本章小結(jié)本章是對系統(tǒng)硬件部分各個(gè)模塊電路圖的設(shè)計(jì)，用AD軟件繪制每個(gè)部分電路圖，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)電路圖來連接每個(gè)器件。第5章系統(tǒng)軟件模塊設(shè)計(jì)第5章系統(tǒng)軟件模塊設(shè)計(jì)手機(jī)控制的stm32嵌入式開發(fā)板程序在KeiluVision5上進(jìn)行的。主要的工作內(nèi)容是最小系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)。手機(jī)端界面是用androidstudio設(shè)計(jì)。圖5-1軟件功能流程圖5.1LED燈本課題使用了三個(gè)LED燈，以下為燈的驅(qū)動(dòng)代碼。 5.2串口通信圖5-2串口通信流程圖5.3本章小結(jié) 本章是用流程圖和代碼對個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行編寫和解釋。第6章系統(tǒng)測試第6章系統(tǒng)測試測試的目標(biāo)是為了發(fā)現(xiàn)程序中存在的漏洞，并不是為了證明它沒有問題而去證明，這樣的出發(fā)點(diǎn)就已經(jīng)是錯(cuò)誤的了，從而不能真正檢測好系統(tǒng)。因此，對軟件測試形成一個(gè)良好的認(rèn)知是很有必要的。本章的主要內(nèi)容包括完成每個(gè)子模塊和最小系統(tǒng)板的連接工作，android端界面顯示，手段與開發(fā)板之間能否正常的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。6.1硬件模塊的焊接圖6-1系統(tǒng)實(shí)物圖根據(jù)電路連接圖連好每一個(gè)器件，確保每一個(gè)元器件都牢牢焊接在開發(fā)板上，沒有脫焊或者焊接出錯(cuò)。杜邦線也經(jīng)過保證是完好無損的，連接也沒有出錯(cuò)。6.2系統(tǒng)調(diào)試過程1、插上電后，開啟板上的電源，按鍵旁燈常亮表示電源已經(jīng)打開。圖6-2開啟電源2、打開已經(jīng)連上wifi的手機(jī)中的控制軟件，按下k1開關(guān)，顯示為圖6-3。圖6-3打開k13、在軟件中按下k2開關(guān)，顯示為圖6-4。圖6-4打開k24、在軟件中按下k3開關(guān)，顯示為圖6-5。圖6-5打開k3說明：手機(jī)輸入密碼連入wifi網(wǎng)絡(luò)，打開“遙控”app，手機(jī)點(diǎn)擊打開燈光按鍵，都成功打開了燈光，測試成功。6.3本章小結(jié)本章是對整個(gè)系統(tǒng)完成后的一次檢查，以保證自己的目標(biāo)全部達(dá)成，系統(tǒng)也沒有出錯(cuò)。參考文獻(xiàn)總結(jié)與展望近年來，我們國家經(jīng)濟(jì)以及科技發(fā)展水平迅猛提高，小康社會(huì)這一目標(biāo)已基本達(dá)成，人們的生活水平也不斷提高，慢慢地我們已不再滿足于現(xiàn)有的生活方式，我們開始追求更便捷、更智能、更環(huán)保的生活。在幾年前手機(jī)的用途幾乎只有一個(gè)，那就是打電話，不過經(jīng)過了幾年來的不斷發(fā)展，手機(jī)有了很大的提升，不僅外觀漂亮多了，而且用途也多了，可以用手機(jī)拍照、開會(huì)、上網(wǎng)、發(fā)短信息等等一系列的事情，甚至于到了現(xiàn)在，我們可以用手機(jī)來控制家用電器。我所做的系統(tǒng)只是簡單的用手機(jī)通過無線通信控制燈光，而其實(shí)他能做到的根本不止于此，我們還可以控制門鎖，窗簾，電視機(jī)以及冰箱等家用電器。在冬天我們可以在下班途中利用手機(jī)提前打開家中的燈和空調(diào)，這樣就避免了寒冷，看著燈火通明的家心里也會(huì)泛起一絲溫暖。在夏天我們也可以在下班途中打開空調(diào)和榨汁機(jī)，回到家中吹著涼涼的冷氣，喝著冰涼的果汁肯定能橫掃一天的疲勞。在未來，我們甚至能擁有充滿人性化的智能管家，難過的時(shí)候開著藍(lán)色的燈光，伴隨輕緩的音樂洗滌你的內(nèi)心，開心的時(shí)候，家中五彩斑斕，還能在家蹦個(gè)迪。在某天早晨，醒來說一句“今天我想過春天”，四周場景立馬變換，如在百花齊放的花園。隨著家庭智能化的發(fā)展，這一天不會(huì)太遙遠(yuǎn)。參考文獻(xiàn)[1]蔡雪艷，李紅睿，邵敏，谷紫微.基于STC89C52的智能遙控車設(shè)計(jì)[J].石家莊理工職業(yè)學(xué)院學(xué)術(shù)研究，2013，8（4）:19-21.[2]祁紅巖等.MCS51單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2012.9.[3]安源.8位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC548、TLC549的應(yīng)用[J].國外電子元器件，2000，2:25-26.[4]舒秦,王瑞平,孫向紅.光敏電阻特性的研究[J].西安科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，20（40）:376-377.[5]趙玉安，姚大鵬，無線熱釋電紅外線傳感器[J]，電子制作，2005,2:54[6]吳琦.石英晶振的原理與電路組成設(shè)計(jì)[J].吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，4:44.[7]武戰(zhàn)強(qiáng).光電耦合器介紹及應(yīng)用[J].家電檢修技術(shù)<資料版>，2007，8:61.[8]鄭鋒等.51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)典型模塊開發(fā)大全[M].北京:中國鐵道出版社.2010.6.[9]戴仙金.51單片機(jī)及其C語言程序開發(fā)實(shí)例[M].北京:清華大學(xué)出版社.2008.[10]張?jiān)嫉?單片機(jī)開發(fā)技術(shù)實(shí)例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2010.8.[11]賀哲榮等.AT89S51單片機(jī)與編程實(shí)例[M].北京:中國電力出版社.2012.4.[12]MiaoWang.Designandimplementationofagainschedulingcontrollerforawaterlevelcontrolsystem[J].IEEETransControlSystTechnol,1998（6）:21–32.[13]皮大能.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京:北京理工大學(xué)出版社.2010.[14]彭為，黃科.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講[M].北京:電子工業(yè)出版社.2006.[15]孫惠芹.單片機(jī)項(xiàng)目設(shè)計(jì)教程[M].北京:人們郵電出版社.2008.[16]龍脈工作室.單片機(jī)C語言入門[M].北京:人們郵電出版社.2008.致謝致謝大學(xué)的學(xué)習(xí)生活對我來說，是人生中最充實(shí)的一段經(jīng)歷，這么長時(shí)間的努力學(xué)習(xí)，受益頗多。陪我走過這段學(xué)習(xí)生活的同學(xué)，和我最要感謝的老師，你們給予了最大的支持。我的畢業(yè)課題基本已經(jīng)完成，眼看著論文的撰寫即將結(jié)束，心里更多是不舍。各個(gè)階段，不管是從論文題目的確定，開題報(bào)告的檢測，指導(dǎo)老師都很和藹的指導(dǎo)著我，我很感謝老師能夠支持我走完這段珍貴的大學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)光。論文撰寫的過程，我更加能清晰的感受指導(dǎo)老師這么長時(shí)間對我精心指導(dǎo)的重要性，