基于Android光照度采集步進電機控制應(yīng)用

項目四基于Android光照度采集步進電機控制應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)能正確使用移動設(shè)備通過WIFI通信獲取光照度信息和控制步進電機了解Android光照度采集和控制的應(yīng)用場景掌握Android光照度采集和步進電機控制程序的功能結(jié)構(gòu)掌握Android光照度采集和步進電機控制程序功能設(shè)計掌握Android光照度采集和步進電機控制程序的功能實現(xiàn)掌握Android光照度采集和步進電機控制程序調(diào)試和運行任務(wù)4.1移動端WIFI通信光照度數(shù)據(jù)采集步進電機控制4.2.1任務(wù)描述本次任務(wù)是在光照度采集項目的基礎(chǔ)上，通過物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)設(shè)備中的光照度傳感器對周邊環(huán)境參數(shù)（光照信息）進行實時采集，并將光照信息由ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸至嵌入式網(wǎng)關(guān)，一方面移動端通過WIFI通信方式連接嵌入式網(wǎng)關(guān)，將采集到光照度數(shù)據(jù)實時顯示在移動端網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手界面上，另一方面可以在網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手上發(fā)送字符串控制命令給嵌入式網(wǎng)關(guān)，再由嵌入式網(wǎng)關(guān)中ZigBee協(xié)調(diào)器通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至ZigBee終端節(jié)點，進行控制步進電機模塊的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，如圖所示光照度采集和步進電機控制整體功能結(jié)構(gòu)。4.1.2任務(wù)分析

這里WIFI通信主要實現(xiàn)光照度采集和步進電機控制兩部分功能，一個是光照度采集功能，另一個是步進電機控制功能，這里光照度傳感節(jié)點實時采集光照度數(shù)據(jù)信息，周期性地通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至ZigBee協(xié)調(diào)器，當(dāng)ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點收到數(shù)據(jù)之后，通過串口轉(zhuǎn)WIFI方式發(fā)送給WIFI無線通信模塊。當(dāng)移動端連接嵌入式網(wǎng)關(guān)中WIFI模塊AP熱點之后，一方面將光照度數(shù)據(jù)信息實時顯示在網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手運行界面中，另一方面移動端可以通過WIFI方式發(fā)送正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)步進電機控制命令信息給ZigBee協(xié)調(diào)器，再由ZigBee協(xié)調(diào)器通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至ZigBee終端通信節(jié)點，實現(xiàn)步進電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制。4.1.3操作方法與步驟1）WIFI模塊網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置如下：（1）打開物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備電源，嵌入式網(wǎng)關(guān)中的WIFI模塊可以根據(jù)相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，作為AP熱點組建局域網(wǎng)，實現(xiàn)WIFI無線采集和控制，如圖所示。

（2）將功能開關(guān)檔位切換到移動端檔之后，嵌入式網(wǎng)關(guān)將傳感器采集的數(shù)據(jù)信息通過WIFI模塊無線發(fā)送至移動設(shè)備端，從而無線接收各種采集數(shù)據(jù)，如圖所示。3）WIFI通信采集的光照度傳感器和步進電機控制模塊如圖所示。（4）在Android移動設(shè)備端上，打開WIFI功能，連接WIFI模塊熱點CYWL001，如圖所示。（5）運行Android手機中的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手軟件，選擇tcpclient通信模式，然后單擊增加按鈕，出現(xiàn)如圖1-8所示對話框，IP地址輸入192.168.4.1，端口為8002。。（6）如果連接WIFI模塊成功，則顯示傳感器端周期性傳輸過來的相關(guān)采集數(shù)據(jù)，如光照度信息顯示數(shù)據(jù)，222222代表光照度傳感器顯示當(dāng)前有光照，如果遮擋光照度傳感器，則顯示111111，代表當(dāng)前無光照，如圖所示。（7）如果發(fā)送步進電機控制命令，需要將客戶端發(fā)送方式設(shè)置為文本，如圖所示。（8）在發(fā)送區(qū)發(fā)送字符串“297”，單擊“手動發(fā)送”按鈕，則通過移動端端向嵌入式智能網(wǎng)關(guān)WIFI模塊發(fā)送297，這時終端采集節(jié)點通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)接收297字符串，然后控制步進電機正轉(zhuǎn)，同理發(fā)送“2A7”，控制步進電機反轉(zhuǎn)，如圖所示。任務(wù)4.2基于Android光照度采集步進電機控制程序開發(fā)4.2.1任務(wù)描述在4.1任務(wù)中，光照度傳感節(jié)點可以將采集到光照度數(shù)據(jù)通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸至嵌入式網(wǎng)關(guān)，然后嵌入式網(wǎng)關(guān)通過WIFI方式與移動端通信，可以將光照度數(shù)據(jù)信息實時顯示在網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手界面上，同時移動端可以通過WIFI方式發(fā)送步進電機控制命令給嵌入式網(wǎng)關(guān)，無線控制步進電機模塊，本次任務(wù)通過Android的采集控制編程，實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備平臺上光照度傳感器進行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)實時顯示，并將采集到的光照信息根據(jù)條件進行判斷，從而實現(xiàn)自動控制步進電機（模擬電動窗簾馬達）的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，讓同學(xué)們在這次項目實踐中能夠掌握Android光照度采集步進電機控制程序開發(fā)技術(shù)。4.2.2任務(wù)分析（1）光照度采集模塊設(shè)計光照度采集模塊主要實現(xiàn)在Android光照度采集步進電機控制程序運行界面上進行光照度數(shù)據(jù)實時顯示。這里光照度傳感節(jié)點實時采集光照度數(shù)據(jù)信息，周期性地通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至ZigBee協(xié)調(diào)器，由ZigBee協(xié)調(diào)器通過串口轉(zhuǎn)WIFI發(fā)送至WIFI模塊，當(dāng)手機移動端通過WIFI無線通信連接嵌入式網(wǎng)關(guān)中WIFI模塊AP熱點之后，將光照度數(shù)據(jù)信息實時發(fā)送到光照度采集步進電機控制程序中進行解析處理，并最終顯示在Android圖形交互界面上，如圖所示光照度采集模塊流程圖。（2）步進電機控制模塊設(shè)計步進電機控制模塊主要實現(xiàn)通過WIFI方式對步進電機進行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)操作。當(dāng)點擊Android的光照度采集步進電機控制程序界面上步進電機按鈕時，移動端通過WIFI無線方式發(fā)送控制命令信息給嵌入式網(wǎng)關(guān)的WIFI通信模塊，然后通過WIFI轉(zhuǎn)串口將數(shù)據(jù)發(fā)給ZigBee協(xié)調(diào)器，再由ZigBee協(xié)調(diào)器通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至ZigBee終端節(jié)點，實現(xiàn)步進電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制。如圖所示步進電機控制模塊流程圖。打開Android-Studio開發(fā)環(huán)境，選擇相應(yīng)的控件之后，在屬性欄中設(shè)置相關(guān)屬性值，光照度采集步進電機控制程序界面設(shè)計完成之后如圖所示。4.2.3界面設(shè)計將上圖中主要控件進行規(guī)范命名和設(shè)置初始值，如表進行說明。4.2.4光照度采集步進電機控制程序下載至移動端運行（1）程序編譯完成之后，單擊紅色的三角運行按鈕，將光照度采集步進電機控制程序下載至移動端，如圖所示。（2）當(dāng)光照度采集步進電機控制程序下載至移動端之后，首先將移動端WIFI網(wǎng)絡(luò)連接到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備WIFI模塊的AP熱點中，然后