嵌入式課程設(shè)計(jì)報(bào)告

基于Android和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)主界面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名: 專業(yè): 班級(jí): 學(xué)號(hào): 時(shí)間: 主要內(nèi)容1. 課題背景介紹2. Android開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建 3. 設(shè)計(jì)及關(guān)鍵代碼分析4. 修改和調(diào)試程序5. 體會(huì)1. 課題簡(jiǎn)介物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，其概念一經(jīng)提出就一直是一大熱門，它在各種感知技術(shù)上的廣泛應(yīng)用以及對(duì)智能信息的處理能力并且對(duì)物體實(shí)施智能化的控制已然成為下一個(gè)推動(dòng)世界高速發(fā)展的重要生產(chǎn)力。圖1.1物聯(lián)網(wǎng)框架圖示物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)單說(shuō)是四個(gè)字：感、傳、智、控。如果要用戶時(shí)刻了解狀況，與特定的物體相連并完成控制，如圖1.1所示，本課題研究的正是對(duì)應(yīng)的應(yīng)用層，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的收發(fā)處理。另一方面，從2007年11月5日谷歌公司正式向外界展示了這款名為Android的操作系統(tǒng)至今，它已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)具有廣泛影響力的操作系統(tǒng)。Android系統(tǒng)已經(jīng)不僅僅是一款手機(jī)的操作系統(tǒng)，它越來(lái)越廣泛的被應(yīng)用于平板電腦、可佩戴設(shè)備、電視、數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備。再來(lái)看看平臺(tái)的選擇，之前大部分的實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)的誕生都是基于PC機(jī)的，本課題通過(guò)對(duì)Android和物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合應(yīng)用最終采用arm嵌入式平臺(tái)，比較與PC端ARM平臺(tái)擁有它自己不可忽略的優(yōu)勢(shì)，首先它的外觀小巧，成本低，另外它運(yùn)行時(shí)叫PC機(jī)的消耗也是明顯的，還有一個(gè)最大的優(yōu)勢(shì)就是較PC機(jī)它使用起來(lái)更加靈活，ARM主板可以根據(jù)用戶的需要來(lái)進(jìn)行靈活配置，比如logo，內(nèi)存大小，系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序裁減，周圍芯片的裁減，系統(tǒng)軟件的加載等等，無(wú)論軟硬件都是非常靈活這樣也會(huì)大大降低使用的成本。本課題正是基于物聯(lián)網(wǎng)和Android技術(shù)編寫的最終在ARM上運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)。2.Android開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建2.1AndroidSDK的結(jié)構(gòu) AndroidSDK在IDE環(huán)境中使用的組織結(jié)構(gòu)如圖3-1圖3-1 SDK組織結(jié)構(gòu)圖 Android提供的SDK有Windows和Linux（其區(qū)別主要是SDK中工具不同），在Android開(kāi)發(fā)者的網(wǎng)站上可以直接下載各個(gè)版本的SDK。Android的SDKWindows版本需要以下的內(nèi)容：l JDK1.5或者JDK1.6l Eclipse集成開(kāi)發(fā)環(huán)境l ADT（AndroidDevelopmentTools）插件l AndroidSDK其中ADT和AndroidSDK可以到Android開(kāi)發(fā)者的網(wǎng)站去下載或者在線安裝亦可，ADT的功能如下所示：l 可以從EclipseIDE內(nèi)部訪問(wèn)其他的Android開(kāi)發(fā)工具。例如，ADT可以讓你直接從Eclipse訪問(wèn)DDMS工具的很多功能屏幕截圖、管理端口轉(zhuǎn)發(fā)（port-forwarding）、設(shè)置斷點(diǎn)，觀察線程和進(jìn)程信息。l 提供了一個(gè)新的項(xiàng)目向?qū)В∟ewProjectWizard），幫助你快速生成和建立起新Android應(yīng)用程序所需的最基本文件l 使構(gòu)建Android應(yīng)用程序的過(guò)程變得自動(dòng)化，以及簡(jiǎn)單易行。l 提供了一個(gè)Android代碼編輯器，可以幫助你為Androidmanifest和資源文件編寫有效的XML2.2Android SDK的環(huán)境安裝2.2.1安裝JDK基本Java環(huán)境 Eclipse的運(yùn)行需要依賴JDK，因此需要下載使用JDK的包，并進(jìn)行安裝。 JDK1.6版本其文件為jdk-6u10-rc2-bin-b32-windows-i586-p-12_sep_2008.exe，點(diǎn)擊直接進(jìn)行安裝即可。2.2.2安裝Eclipse Eclipse集成開(kāi)發(fā)環(huán)境是開(kāi)放的軟件，可以到Eclipse的網(wǎng)站上去下載：/downloads/ Eclipse包含了以下的幾個(gè)版本 Eclipse3.3（Europa） Eclipse3.4（Ganymede） Eclipse3.5（Galileo） 如果使用Eclipse3.4，可以去下載eclipse-SDK-3.4-win32.zip包；如果使用Eclipse3.5，可以去下載eclipse-SDK-3.5.1-win32.zip包。這個(gè)包不需要安裝，直接解壓縮即可，解壓縮后執(zhí)行其中的eclipse.exe文件。2.2.3獲得Android SDKAndroid的SDK是一個(gè)比較龐大的部分，包含了Android系統(tǒng)的二進(jìn)制內(nèi)容、工具和文檔等。得到AndroidSDK，可能使用到兩種方式：下載AndroidSDK的包（Archives）通過(guò)軟件升級(jí)的方式（Setup）下載AndroidSDK的包：對(duì)于AndroidSDK1.6之前的版本，包括AndroidSDK1.1，AndroidSDK1.5，AndroidSDK1.6可以直接從Android開(kāi)發(fā)者中下載得到，每個(gè)SDK包含Linux、Windows和MAC三個(gè)版本。在Windows環(huán)境中，使用Windows的版本，例如：android-sdk-windows-1.5_r2.zip，android-sdk-windows-1.6_r1.zip，這個(gè)包通常用幾百M(fèi)的大小。以這種方式下載的AndroidSDK，不需要安裝，直接解壓縮即可。目前Android系統(tǒng)推薦使用的方式軟件升級(jí)獲得Android包：第一步：獲得android-sdk_r04-windows.zip 從Android開(kāi)發(fā)者上，獲取AndroidSDK的相關(guān)包android-sdk_r04-windows.zip，這個(gè)包比實(shí)際的Android的SDK要小得多，只有20多M，其中包含了一個(gè)Setup可執(zhí)行程序，獲取完整的SDK是通過(guò)這個(gè)可執(zhí)行程序獲得的。解壓縮這個(gè)包，獲得AndroidSDK的基本目錄結(jié)構(gòu)，但是其中還沒(méi)有實(shí)際的內(nèi)容。第二步：運(yùn)行SDKSetup.exe程序，下載實(shí)際的AndroidSDK2.2.4在Eclipse3.4（Ganymede）中安裝ADT第一步：?jiǎn)?dòng)Eclipse選擇“Help”“SoftwareUpdates.”準(zhǔn)備安裝插件。第二步：在打開(kāi)的對(duì)話框中點(diǎn)擊“AvailableSoftware”，出現(xiàn)Eclipse的現(xiàn)有軟件對(duì)話框。點(diǎn)擊右側(cè)自上而下的第3個(gè)按鈕，“AddSite.”準(zhǔn)備增加插件。在“AddSite”對(duì)話框中，輸入Android插件的路徑：/android/eclipse/另外的一種方式是點(diǎn)擊Archive按鈕，這樣可以不使用網(wǎng)絡(luò)，直接指定磁盤中的ADT包（目前最新的版本是ADT-0.9.5.zip）。第三步：回到安裝對(duì)話框，可以看到plugin的URL下面有“DeveloperTools”。選擇到“DeveloperTools”中，然后點(diǎn)擊“Install.”按鈕，繼續(xù)運(yùn)行。2.2.5在Eclipse中配置Android SDK進(jìn)入安裝ADT的Eclipse環(huán)境后，選擇“Window”“Preference”,從左側(cè)的列表中選擇Android項(xiàng)：在SDK設(shè)置SDKLocation中，點(diǎn)擊“Browse”按鈕；選擇Android，SDK的目錄，點(diǎn)擊“OK”按鈕2.3logcat工具的使用Logcat工具是查看系統(tǒng)Log信息的工具，可以獲得Android系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候打印出來(lái)的信息。工具的界面如圖3-2所示。圖3-2 logcat界面圖Logcat實(shí)際上是一個(gè)運(yùn)行在目標(biāo)系統(tǒng)的工具，也就是一個(gè)Linux的命令行程序，這是界面種是帶有GUI的效果。Logcat的窗口中記錄的信息也就是實(shí)際的Android系統(tǒng)打印出來(lái)的。包含了時(shí)間（Time）、級(jí)別（Level）、進(jìn)程ID（Pid）、標(biāo)簽（tag）、Log內(nèi)容（Message）等項(xiàng)目。Logcat窗口可以設(shè)置Log的過(guò)濾器（Filter），這樣可以僅僅獲得自己需要的Log信息，屏蔽其他的信息,命令行程序logcat，位于目標(biāo)文件系統(tǒng)中該工具位于system/bin目錄中，Logcat的使用方法如下所示：#logcatoptionsfilterspecslogcat工具的選項(xiàng)如下所示：-s設(shè)置過(guò)濾器，例如指定*:s-f輸出到文件，在默認(rèn)情況下是標(biāo)準(zhǔn)輸出-r 循環(huán)log的字節(jié)數(shù)（默認(rèn)為16），需要f-n設(shè)置循環(huán)log的最大數(shù)目，默認(rèn)為4-v 設(shè)置log的打印格式，是下面的一種：briefprocesstagthreadrawtimethreadtimelong-c清除所有l(wèi)og并退出-d得到所有l(wèi)og并退出（不阻塞）-g得到環(huán)形緩沖區(qū)的大小并退出-b請(qǐng)求不同的環(huán)形緩沖區(qū)（main（默認(rèn)）、radio、events）-B將log輸出到二進(jìn)制文件中創(chuàng)建第一個(gè)Android項(xiàng)目 選擇 File - New - Other - Android - Android Application Project。輸入項(xiàng)目所需信息Application Name (應(yīng)用的名稱)Project Name (在Eclipse中該項(xiàng)目的名稱)Package Name (存放Java類的包名稱，其實(shí)質(zhì)是存放的文件夾路徑，.號(hào)為文件分隔符，我們編寫的Java文件都會(huì)放在項(xiàng)目的src目錄下，如com.tencent.helloworld表示類放在src/com/tencent/helloworld文件夾中)步驟閱讀 一路Next直到Finish，則我們的工程創(chuàng)建完畢。由于程序是運(yùn)行在模擬器上的，我們還沒(méi)有創(chuàng)建一個(gè)模擬器，所以需創(chuàng)建一個(gè)，創(chuàng)建完點(diǎn)關(guān)閉則可。1. 5點(diǎn)擊 三角型 run按鈕，然后選擇剛才創(chuàng)建的模擬器，則程序開(kāi)始運(yùn)行。小提示：?jiǎn)?dòng)模擬器會(huì)比較慢，所以，當(dāng)程序作出修改，需要再次運(yùn)行時(shí)，不要關(guān)閉掉模擬器，直接按模擬器上的Home或返回鍵退出app，之后再按run，則可重新跑起。2. 6Android環(huán)境已經(jīng)搭建成功。3. 設(shè)計(jì)及關(guān)鍵代碼分析 系統(tǒng)主要包含三個(gè)層面，即信息檢測(cè)層、信號(hào)處理層、信息反饋層。信息檢測(cè)層完成數(shù)據(jù)的檢測(cè)與數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送，信息處理層完成數(shù)據(jù)的無(wú)線接收與信息處理，信息反饋層實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互與有效信息的各種反饋。 將工程代碼通過(guò)Eclipse運(yùn)行為Android Application，并在Android模擬器（AVD）運(yùn)行后的界面如下4.修改和調(diào)試程序 通過(guò)學(xué)習(xí)相關(guān)的Java語(yǔ)言和Android開(kāi)發(fā)，可以運(yùn)用學(xué)習(xí)的知識(shí)和已搭建的Android開(kāi)發(fā)平臺(tái)，自己創(chuàng)建有趣的小型apk。下面通過(guò)編寫運(yùn)用LinearLayout （線性布局），添加Button控件和TextView控件組建一個(gè)點(diǎn)一次“請(qǐng)按我！”按鈕文本中數(shù)字加1，按另外一個(gè)“不要按我！”按鈕清零，還有具有退出功能的結(jié)束鍵，具體結(jié)果如圖：具體代碼如下：1. res/layout/activity_main.xml部分代碼以上代碼添加文本視圖，并設(shè)置字體大小和文本內(nèi)容等其他屬性。以上代碼添加Button控件，并配置按鈕屬性。2. src/MainActivity.java部分代碼public class MainActivity extends Activity private static final OnClickListener buttonListener1 = null;private TextView textView;private Button button;private Button button1;private Button button2;int i = 0;private OnClickListener buttonListener; Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); textView=(TextView)findViewById(R.id.textView); button=(Button)findViewById(R.id.button); button1=(Button)findViewById(R.id.button1);/根據(jù)控件的id得到控件對(duì)象 ButtonListener buttonListener=new ButtonListener(); button.setOnClickListener(buttonListener); ButtonListener1 buttonListener1=new ButtonListener1(); button1.setOnClickListener(buttonListener1); public void button2_Click(View view)AlertDialog.Builder builder=new AlertDialog.Builder(this);builder.setTitle(確認(rèn)).setMessage(確認(rèn)結(jié)束本程序？).setPositiveButton(確定,new DialogInterface.OnClickListener() public void onClick(DialogInterfacedialoginterface,int m) finish(); ).setNegativeButton(取消,null).show();/實(shí)現(xiàn)退出功能class ButtonListener implements OnClickListener /定義監(jiān)聽(tīng)器類實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽(tīng)器接口Overridepublic void onClick(View arg0) i+;textView.setText(i + );/實(shí)現(xiàn)加1功能 class ButtonListener1 implements OnClickListenerOverridepublic void onClick(View arg0) i=0;textView.setText(i+); /實(shí)現(xiàn)清零功能 最終完成自制