🥐 🔙 🙍 基于Arduino的机器，由Android设备通过蓝牙控制-应用代码和mk（第2部分） 🤾 🗂️ ❇️

关于第一部分

在第一部分中，我描述了构造的物理部分以及一小段代码。现在考虑软件组件-一个Android应用程序和一个Arduino草图。

首先，我会详细介绍每个时刻，最后，我会留下整个项目的链接以及结果的视频，这会让您~~感到失望~~ 。

Android应用

Android程序分为两部分：第一部分是通过蓝牙连接设备，第二部分是控制操纵杆。

我警告您-该应用程序的设计根本无法完成，如果可以的话，它会大失所望。适应性和UX不会等待，但不应超出屏幕范围。

布局图

开始活动取决于布局，元素：按钮和设备列表的布局。该按钮开始查找具有活动蓝牙的设备的过程。 ListView显示找到的设备。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" > <Button android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="60dp" android:layout_alignParentStart="true" android:layout_alignParentTop="true" android:layout_marginStart="40dp" android:layout_marginTop="50dp" android:text="@string/start_search" android:id="@+id/button_start_find" /> <Button android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="60dp" android:layout_marginEnd="16dp" android:layout_marginBottom="16dp" android:id="@+id/button_start_control" android:text="@string/start_control" android:layout_alignParentBottom="true" android:layout_alignParentEnd="true"/> <ListView android:id="@+id/list_device" android:layout_width="300dp" android:layout_height="200dp" android:layout_marginEnd="10dp" android:layout_marginTop="10dp" android:layout_alignParentEnd="true" android:layout_alignParentTop="true" /> </RelativeLayout>

控制屏幕基于布局，其中只有一个按钮，将来会变成操纵杆。通过background属性将一个按钮附加到该按钮，使其变为圆形。
最终版本中未使用TextView，但最初是为了调试而添加的：显示了通过蓝牙发送的数字。在初始阶段，我建议您使用。但是随后将开始在单独的流中计算数字，从该流中很难访问TextView。

 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent"> <Button android:layout_width="200dp" android:layout_height="200dp" android:layout_alignParentStart="true" android:layout_alignParentBottom="true" android:layout_marginBottom="25dp" android:layout_marginStart="15dp" android:id="@+id/button_drive_control" android:background="@drawable/button_control_circle" /> <TextView android:layout_height="wrap_content" android:layout_width="wrap_content" android:layout_alignParentEnd="true" android:layout_alignParentTop="true" android:minWidth="70dp" android:id="@+id/view_result_touch" android:layout_marginEnd="90dp" /> </RelativeLayout>

button_control_circle.xml文件（样式），必须将其放置在drawable文件夹中：

 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <shape xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:shape="rectangle"> <solid android:color="#00F" /> <corners android:bottomRightRadius="100dp" android:bottomLeftRadius="100dp" android:topRightRadius="100dp" android:topLeftRadius="100dp"/> </shape>

您还需要创建item_device.xml文件，每个列表项都需要它：

 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent"> <TextView android:layout_width="150dp" android:layout_height="40dp" android:id="@+id/item_device_textView"/> </LinearLayout>

清单

为了以防万一，我将提供完整的清单代码。您需要通过uses-permission获得对蓝牙的完全访问权限，并且不要忘记通过活动标签指示第二个活动。

 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" package="com.example.bluetoothapp"> <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" /> <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" /> <application android:allowBackup="true" android:icon="@mipmap/ic_launcher" android:label="@string/app_name" android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round" android:supportsRtl="true" android:theme="@style/AppTheme"> <activity android:name="com.arproject.bluetoothworkapp.MainActivity" android:theme="@style/Theme.AppCompat.NoActionBar" android:screenOrientation="landscape"> <intent-filter> <action android:name="android.intent.action.MAIN" /> <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" /> </intent-filter> </activity> <activity android:name="com.arproject.bluetoothworkapp.ActivityControl" android:theme="@style/Theme.AppCompat.NoActionBar" android:screenOrientation="landscape"/> </application> </manifest>

主要活动，配对Arduino和Android

我们从AppCompatActivity继承该类并声明变量：

 public class MainActivity extends AppCompatActivity { private BluetoothAdapter bluetoothAdapter; private ListView listView; private ArrayList<String> pairedDeviceArrayList; private ArrayAdapter<String> pairedDeviceAdapter; public static BluetoothSocket clientSocket; private Button buttonStartControl; }

我将逐行描述onCreate（）方法：

 @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); //  //    setContentView(R.layout.activity_main); //    Button buttonStartFind = (Button) findViewById(R.id.button_start_find); // layout,       listView = (ListView) findViewById(R.id.list_device); //    buttonStartFind.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { //   ( ) if(permissionGranted()) { //    bluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter(); if(bluetoothEnabled()) { //   ( ) findArduino(); //   ( ) } } } }); //      buttonStartControl = (Button) findViewById(R.id.button_start_control); buttonStartControl.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { //     Intent intent = new Intent(); //    intent.setClass(getApplicationContext(), ActivityControl.class); //  ,    startActivity(intent); } }); }

下面的功能检查是否获得了使用蓝牙的许可（在没有用户许可的情况下，我们将无法传输数据）以及是否打开了蓝牙：

 private boolean permissionGranted() { //   ,  true if (ContextCompat.checkSelfPermission(getApplicationContext(), Manifest.permission.BLUETOOTH) == PermissionChecker.PERMISSION_GRANTED && ContextCompat.checkSelfPermission(getApplicationContext(), Manifest.permission.BLUETOOTH_ADMIN) == PermissionChecker.PERMISSION_GRANTED) { return true; } else { ActivityCompat.requestPermissions(this, new String[] {Manifest.permission.BLUETOOTH, Manifest.permission.BLUETOOTH_ADMIN}, 0); return false; } } private boolean bluetoothEnabled() { //  ,  true,  ,      if(bluetoothAdapter.isEnabled()) { return true; } else { Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE); startActivityForResult(enableBtIntent, 0); return false; } }

如果所有检查均通过，则设备搜索开始。如果不满足其中一个条件，则将显示一条通知，说“允许\启用？”，并且将重复此操作，直到通过检查为止。

设备搜索分为三个部分：准备列表，添加到找到的设备列表中，与所选设备建立连接。

 private void findArduino() { //    Set<BluetoothDevice> pairedDevice = bluetoothAdapter.getBondedDevices(); if (pairedDevice.size() > 0) { //     pairedDeviceArrayList = new ArrayList<>(); //  for(BluetoothDevice device: pairedDevice) { //      //: " /" pairedDeviceArrayList.add(device.getAddress() + "/" + device.getName()); } } //  ,    item_device.xml pairedDeviceAdapter = new ArrayAdapter<String>(getApplicationContext(), R.layout.item_device, R.id.item_device_textView, pairedDeviceArrayList); listView.setAdapter(pairedDeviceAdapter); //      listView.setOnItemClickListener(new AdapterView.OnItemClickListener() { @Override public void onItemClick(AdapterView<?> adapterView, View view, int i, long l) { //    String itemMAC = listView.getItemAtPosition(i).toString().split("/", 2)[0]; //      BluetoothDevice connectDevice = bluetoothAdapter.getRemoteDevice(itemMAC); try { // socket - ,      Method m = connectDevice.getClass().getMethod( "createRfcommSocket", new Class[]{int.class}); clientSocket = (BluetoothSocket) m.invoke(connectDevice, 1); clientSocket.connect(); if(clientSocket.isConnected()) { //  ,   bluetoothAdapter.cancelDiscovery(); } } catch(Exception e) { e.getStackTrace(); } } }); }

当找到挂在Arduino上的蓝牙模块时（稍后会详细介绍），它将出现在列表中。通过单击它，您将开始创建套接字（单击后可能需要等待3-5秒或再次单击）。您会理解，连接是通过蓝牙模块上的LED建立的：没有连接，它们会快速闪烁，如果有连接，则频率会明显降低。

管理和发送命令

建立连接后，您可以继续执行第二个活动-ActivityControl。屏幕上只有一个蓝色圆圈-游戏杆。它是由通常的Button制成的，标记在上面给出。

 public class ActivityControl extends AppCompatActivity { //,   private Button buttonDriveControl; private float BDCheight, BDCwidth; private float centerBDCheight, centerBDCwidth; private String angle = "90"; //0, 30, 60, 90, 120, 150, 180 private ConnectedThread threadCommand; private long lastTimeSendCommand = System.currentTimeMillis(); }

在onCreate（）方法中，所有主要操作都将发生：

 //        performClick() //    @SuppressLint("ClickableViewAccessibility") @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { //  super.onCreate(savedInstanceState); // ,    setContentView(R.layout.activity_control); //  buttonDriveControl = (Button) findViewById(R.id.button_drive_control); //    final ViewTreeObserver vto = buttonDriveControl.getViewTreeObserver(); vto.addOnGlobalLayoutListener(new ViewTreeObserver.OnGlobalLayoutListener() { @Override public void onGlobalLayout() { //      (!) BDCheight = buttonDriveControl.getHeight(); BDCwidth = buttonDriveControl.getWidth(); //    (!) centerBDCheight = BDCheight/2; centerBDCwidth = BDCwidth/2; // GlobalListener,     buttonDriveControl.getViewTreeObserver().removeOnGlobalLayoutListener(this); } }); // ,     //    buttonDriveControl.setOnTouchListener(new ControlDriveInputListener()); //  ,      //    ,     //    threadCommand = new ConnectedThread(MainActivity.clientSocket); threadCommand.run(); }

注意（！）-我们将找出按钮占用了多少像素。因此，我们获得了适应性：按钮的大小将取决于屏幕分辨率，但是其余代码将很容易适应此情况，因为我们没有预先确定大小。稍后，我们将教应用程序找出触摸的位置，然后将其转换为arduinki可以理解的值（从0到255）（毕竟，触摸可以距中心456像素，而MK不适用于该数字）。

以下是ControlDriveInputListener（）的代码，该类位于onCreate（）方法之后的活动本身的类中。在ActivityControl文件中，ControlDriveInputListener类成为子级，这意味着它可以访问主类的所有变量。

不要关注单击时调用的功能。现在，我们对接触的过程感兴趣：该人在什么时候放下手指，以及从中获得什么数据。

请注意，我使用java.util.Timer类：它允许您创建一个可能有延迟的新线程，并且在每第n秒后将重复无数次。应该在以下情况下使用它：该人放了一根手指，ACTION_DOWN方法起作用，信息到达了arduino，此后该人决定不移动手指，因为速度适合他。第二次，ACTION_DOWN方法将不起作用，因为首先您需要调用ACTION_UP（将手指从屏幕上移开）。

好了，我们启动Timer（）类循环，并开始每10毫秒发送相同的数据。当手指移开（ACTION_MOVE将起作用）或抬起手指（ACTION_UP）时，必须终止计时器周期，以免旧按键的数据再次开始发送。

 public class ControlDriveInputListener implements View.OnTouchListener { private Timer timer; @Override public boolean onTouch(View view, MotionEvent motionEvent) { //     //      (!) final float x = motionEvent.getX(); final float y = motionEvent.getY(); //,     switch(motionEvent.getAction()) { //  //  ,      case MotionEvent.ACTION_DOWN: //  timer = new Timer(); //  // :    0, //  10  timer.schedule(new TimerTask() { @Override public void run() { //   calculateAndSendCommand(x, y); } }, 0, 10); break; //    (  ACTION_DOWN) case MotionEvent.ACTION_MOVE: // (!) //     Timer(),   if(timer != null) { timer.cancel(); timer = null; } //   timer = new Timer(); //     ,    ACTION_UP timer.schedule(new TimerTask() { @Override public void run() { calculateAndSendCommand(x, y); } }, 0, 10); break; //     case MotionEvent.ACTION_UP: //  if(timer != null) { timer.cancel(); timer = null; } break; } return false; } }

再次注意：x和y计数onTouch（）方法从视图的左上角开始。在我们的例子中，点（0; 0）位于Button的此处：

现在，我们学习了如何在按钮上获得手指的当前位置，我们将弄清楚如何将像素（因为x和y只是以像素为单位的距离）转换为工作值。为此，我使用calculateAndSendCommand（x，y）方法，该方法必须放在ControlDriveInputListener类中。您还需要一些辅助方法，我们在calculateAndSendCommand（x，y）之后将它们写在同一类中。

 private void calculateAndSendCommand(float x, float y) { //    //   // - 1, 2, 3, 4 // ,   ,      // ,     ,     int quarter = identifyQuarter(x, y); //       // y,        int speed = speedCalculation(centerBDCheight - y); //   //   ,    7   String angle = angleCalculation(x); //     ,     //      ,      /*String resultDown = "x: "+ Float.toString(x) + " y: " + Float.toString(y) + " qr: " + Integer.toString(quarter) + "\n" + "height: " + centerBDCheight + " width: " + centerBDCwidth + "\n" + "speed: " + Integer.toString(speed) + " angle: " + angle; */ //viewResultTouch.setText(resultDown); //  ,    //      (  ),   100  if((System.currentTimeMillis() - lastTimeSendCommand) > 100) { //   threadCommand.sendCommand(Integer.toString(speed), angle); //     lastTimeSendCommand = System.currentTimeMillis(); } } private int identifyQuarter(float x, float y) { //,      //  if(x > centerBDCwidth && y > centerBDCheight) { return 4; } else if (x < centerBDCwidth && y >centerBDCheight) { return 3; } else if (x < centerBDCwidth && y < centerBDCheight) { return 2; } else if (x > centerBDCwidth && y < centerBDCheight) { return 1; } return 0; } private int speedCalculation(float deviation) { //  //      float coefficient = 255/(BDCheight/2); //    //   int speed = Math.round(deviation * coefficient); //    70,    // ,    ,    if(speed > 0 && speed < 70) speed = 0; if(speed < 0 && speed > - 70) speed = 0; //     120 // ,     if(speed < 120 && speed > 70) speed = 120; if(speed > -120 && speed < -70) speed = -120; //     , ACTION_MOVE   //    ,     //      if(speed > 255 ) speed = 255; if(speed < - 255) speed = -255; //:  > 0 -  , < 0 -  return speed; } private String angleCalculation(float x) { //    7  //0 -  , 180 -  //90 -    if(x < BDCwidth/6) { angle = "0"; } else if (x > BDCwidth/6 && x < BDCwidth/3) { angle = "30"; } else if (x > BDCwidth/3 && x < BDCwidth/2) { angle = "60"; } else if (x > BDCwidth/2 && x < BDCwidth/3*2) { angle = "120"; } else if (x > BDCwidth/3*2 && x < BDCwidth/6*5) { angle = "150"; } else if (x > BDCwidth/6*5 && x < BDCwidth) { angle = "180"; } else { angle = "90"; } return angle; }

计算并传输数据后，第二个流进入游戏。他负责发送信息。您不能没有它，否则传输数据的套接字将减慢触摸的捕获，将创建一个队列，并且整个端点将变短。

ConnectedThread类也位于ActivityControl类中。

 private class ConnectedThread extends Thread { private final BluetoothSocket socket; private final OutputStream outputStream; public ConnectedThread(BluetoothSocket btSocket) { //  this.socket = btSocket; //  -       OutputStream os = null; try { os = socket.getOutputStream(); } catch(Exception e) {} outputStream = os; } public void run() { } public void sendCommand(String speed, String angle) { //    ,   byte[] speedArray = speed.getBytes(); byte[] angleArray = angle.getBytes(); //    //  ,  ,       String a = "#"; String b = "@"; String c = "*"; try { outputStream.write(b.getBytes()); outputStream.write(speedArray); outputStream.write(a.getBytes()); outputStream.write(c.getBytes()); outputStream.write(angleArray); outputStream.write(a.getBytes()); } catch(Exception e) {} } }

总结Android应用程序

简要总结以上所有繁琐的工作。

在ActivityMain中，我们配置蓝牙，建立连接。
在ActivityControl中，我们附加按钮并获取有关它的数据。
我们挂在OnTouchListener按钮上，它可以捕捉触摸，移动和抬起手指。
将获得的数据（具有x和y坐标的点）转换为旋转角度和速度
我们发送数据，并用特殊字符分隔它们

当您查看整个代码-github.com/IDolgopolov/BluetoothWorkAPP.git时，最终的理解将带给您。没有注释代码，因此看起来更整洁，更小，更简单。

素描Arduino

Android应用程序是经过反汇编，编写，理解的，在这里会更加容易。我将尝试分阶段考虑所有内容，然后提供指向完整文件的链接。

变数

首先，考虑所需的常量和变量。

 #include <SoftwareSerial.h> //  \  //          SoftwareSerial BTSerial(8, 9); //    int speedRight = 6; int dirLeft = 3; int speedLeft = 11; int dirRight = 7; // ,   int angleDirection = 4; int angleSpeed = 5; //,     ,   //      int pinAngleStop = 12; //    String val; //  int speedTurn = 180; //,    //       int pinRed = A0; int pinWhite = A1; int pinBlack = A2; //   long lastTakeInformation; //, ,     boolean readAngle = false; boolean readSpeed = false;

设置（）方法

在setup（）方法中，我们设置引脚的参数：它们将在输入或输出上工作。我们还设置了与arduino，蓝牙与arduino的通信速度。

 void setup() { pinMode(dirLeft, OUTPUT); pinMode(speedLeft, OUTPUT); pinMode(dirRight, OUTPUT); pinMode(speedRight, OUTPUT); pinMode(pinRed, INPUT); pinMode(pinBlack, INPUT); pinMode(pinWhite, INPUT); pinMode(pinAngleStop, OUTPUT); pinMode(angleDirection, OUTPUT); pinMode(angleSpeed, OUTPUT); //      HC-05 //     ,   BTSerial.begin(38400); //   Serial.begin(9600); }

Loop（）方法和附加功能

在不断重复的loop（）方法中，读取数据。首先，考虑主要算法，然后考虑其中涉及的功能。

 void loop() { //    if(BTSerial.available() > 0) { //    char a = BTSerial.read(); if (a == '@') { //   @ (   ) //  val val = ""; //,     readSpeed = true; } else if (readSpeed) { //         //   val if(a == '#') { //   ,     //      Serial.println(val); //,      readSpeed = false; //      go(val.toInt()); // val val = ""; //  ,     return; } val+=a; } else if (a == '*') { //    readAngle = true; } else if (readAngle) { // ,     //  ,    val if(a == '#') { Serial.println(val); Serial.println("-----"); readAngle = false; //     turn(val.toInt()); val= ""; return; } val+=a; } //     lastTakeInformation = millis(); } else { //   ,      150  //  if(millis() - lastTakeInformation > 150) { lastTakeInformation = 0; analogWrite(angleSpeed, 0); analogWrite(speedRight, 0); analogWrite(speedLeft, 0); } } }

我们得到的结果是：从电话中我们以“ @ speed＃angle＃”的样式发送字节（例如，典型命令“ @ 200＃60＃”。此周期每100毫秒重复一次，因为在android上我们设置了发送命令的时间间隔。简而言之，这没有任何意义，因为它们开始排队，如果更长，轮子开始抖动。

通过delay（）命令的所有延迟（您将在稍后看到）不是通过物理和数学计算而是根据经验选择的。 zadrezham，机器运转平稳，所有团队都有时间进行锻炼（电流有时间来解决）。

循环中使用了两个辅助功能，它们获取接收到的数据并使机器运转并旋转。

 void go(int mySpeed) { //   0 if(mySpeed > 0) { //  digitalWrite(dirRight, HIGH); analogWrite(speedRight, mySpeed); digitalWrite(dirLeft, HIGH); analogWrite(speedLeft, mySpeed); } else { //   0,   digitalWrite(dirRight, LOW); analogWrite(speedRight, abs(mySpeed) + 30); digitalWrite(dirLeft, LOW); analogWrite(speedLeft, abs(mySpeed) + 30); } delay(10); } void turn(int angle) { //      digitalWrite(pinAngleStop, HIGH); // ,     delay(5); //  150  ,   // 30  ,   //  31  149     if(angle > 149) { //  ,      //   ,    //    return if( digitalRead(pinWhite) == HIGH && digitalRead(pinBlack) == LOW && digitalRead(pinRed) == LOW) { return; } //      //  digitalWrite(angleDirection, HIGH); analogWrite(angleSpeed, speedTurn); } else if (angle < 31) { if(digitalRead(pinRed) == HIGH && digitalRead(pinBlack) == HIGH && digitalRead(pinWhite) == HIGH) { return; } digitalWrite(angleDirection, LOW); analogWrite(angleSpeed, speedTurn); } //  digitalWrite(pinAngleStop, LOW); delay(5); }

当android发送数据时，用户将其夹成60、90、120的角度是不值得的，请打开，否则，您将无法直行。是的，如果角度太小，也许您不应该立即从android发送转弯命令，但是我认为这有点笨拙。

草绘结果

草图只有三个重要步骤：读取命令，处理旋转极限以及向电机供电。一切听起来很简单，尽管创建时间长且钝，但执行起来却比简单容易。草图的完整版本。

最后

数月工作的完整清单已结束。物理部分被拆解，软件更是如此。原理保持不变-对于难以理解的现象，我们将一起理解。

第一部分下面的评论很有趣，他们向大家提供了许多有用的技巧，多亏了所有人。

基于Arduino的机器，由Android设备通过蓝牙控制-应用代码和mk（第2部分）