基于WIFI的四旋翼微型勘测飞行器手机控制端设计

1、基于WIFI的四旋翼微型勘测飞行器手机控制端设计【摘要】本文所设计的控制平台以Android手机为基础，以WIFI为通信网络，从如何搭建Android开发环境入手，通过对界面布局、视频流获取、信息交互、异常捕获、权限控制等几个方面的应用设计，实现对四旋翼微型勘测器飞行等的控制，并能实时准确地对高清摄像头、环境检测传感器所采集的图像和文本数据进行传输与显示，调试结果表明设计结果完全符合设计要求。论文关键词：无线WIFI,Android手机,应用程序设计我国是一个资源大国，野外资源丰富，对野外资源实地勘测任务艰巨。由于野外资源分布广，加之地形复杂恶劣、森林覆盖率大、未知区域居多等这些不利条件都给野

2、外工作人员带来了极大不便。本系统通过嵌入式Android手机平台远程控制四旋翼微型勘测飞行器，该平台利用高清摄像头来采集作业面环境图像，利用多种环境探测器和GPS定位，探测环境实情；并通过WIFI将视频和勘测信息实时回传给手机，以便直观地掌握当前的勘测情况。为实现上述功能，整个勘测平台搭载于四旋翼飞行器上，为保证整个平台的稳定，每个重要功能由单独的处理器处理，整个系统构架如图1所示：其中，飞控主要解算姿态传感器数据以获得当前飞行器的姿态信息并调整电机转速，保持飞行器的平稳和飞行方向控制；主控，主要保证飞行器和控制端的连接稳定，解析和创建数据包，并传递控制指令给飞控。WIFI是建立手持控制端与主

3、控间通信的媒介。手持控制端是控制整个勘测飞行器的工作，在整个系统的大脑，本文将具体对它的设计做阐述。1 系统分析现在的智能手机一般有WiFi、蓝牙、移动网络三种通信方式，相比而言WiFi是最合适做控制的短距离通信协议。通信平台通过写入OpenWRT系统的TP-LINKWR703N路由器和手机无线连接。OpenWRT是嵌入式设备上运行的linux系统，附带3000左右的软件包，开发者无需在每一次修改后重新编译，且用户可以方便的自定义功能来制作固件。也可以方便的移植各类功能到openwrt下1。而Android操作系统是基于Linux系统研发的一款开源的手机操作系统，由操作系统、中间件、用户界面和

4、应用软件组成。由于Android提供了丰富的封装库，编程时无需在意系统底层设计和兼容性，现已然在现今智能手机操作系统市场占有率为首位。路由器里的OpenWRT系统带有Mjpeg stream插件，可以把从USB摄像头采集的图像转换成流媒体输出，可以通过文件或者HTTP形式得到视频。路由器带有调试用串口引脚，通过配置系统文件可以让路由器将网络端口（TCP/IP协议）的数据经串口输出，人工智能论文同样也可以把串口的数据传送的到网络端口上。从而下位机（主控）通过串口便可以和上位机（手持控制端，如手机）的网络端口实现信息的透传。由此，手机端需要打开两个连接端口，一个从Mjpeg-stream中获得图像

5、信息，另一个和下位机通信。系统设计流程如图2所示：2 系统实现2.1 搭建Android开发环境2.1.1 安装JDK根据电脑的操作系统从Oracle公司官网下载对应的JDK；下载完成后根据安装向导提示完成JDK的安装。2.1.2 环境配置JDK安装完成后，打开Windows系统的命令窗口，在其中输入“java-version”，若在下面显示了Java的版本号说明已经安装成功；否则要手动配置系统环境。配置过程如下：按如下步骤打开系统环境变量设置窗口，计算机-属性-更改设置-高级-环境变量，然后在系统变量处新建，变量名为“JAVA_HOME”，变量值中填刚才JDK安装的路径，如“C：Progra

6、m FilesJavajdk1.8.0_25”；点击确定后，再新建一个变量名为classpath，变量值为“.；%JAVA_HOME%/lib/rt.jar；%JAVA_HOME%/lib/tools.jar”；点击确定后，找到变量Path，在变量值后加”；%HAVA_HOME%/bin“；最后通过命令窗口验证JDK是否成功安装。2.1.3 开发工具从Android下载适合电脑系统的集成ADT的Eclipse开发工具，解压后便可直接打开Eclipse开发平台。2.2 新建Android应用程序在Eclipse项目管理窗口点击右键，依次New-Android Application Projec

7、t-Next，根据新建工程向导设置应用名、工程名、包名和应用程序图标等，所有需要设置的设置完成之后点击Finish完成，至此应用程序的新建已经完成。2.3 界面布局显示和控制是人机交互的重要环节。上位机UI操作界面包括摄像头舵机俯仰左右转动、飞行器前后左右飞行、传感器数据显示和图像画面显示。前三项分别用Button（按键）、TextView（文本）、ImageView（图片）控件即可实现；视频图像即通过继承SurfaceView类在屏幕上显示实时图像。整个布局以RelativeLayout（相对布局）为父本，在其中分别放置子控件Button（按键控件）、ImageView（图片控件）和TextView（文本控