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1、 仲恺农业工程学院毕业设计基于安卓控制的智能无线开关姓 名 黄桂文院（系） 自动化学院专业班级 自动化101班学 号 2指导教师 罗松江职 称 讲师论文答辩日期 2014年 5月 25日仲恺农业工程学院教务处 / 学生毕业论文（设计）承诺书本人重承诺：所呈交的毕业论文（设计）是在指导老师的指导下进行的研究工作与取得的研究成果，论文中参考他人的文献资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，没有抄袭、剽窃他人研究成果。毕业论文 签字日期： 摘 要本课题研究的是基于安卓手机控制的智能无线开关设计。基于android手机平台和ARM核心板，借助于蓝牙技术，设计和实现了一种无线控制开关系统。
2、实现通过手机端无线控制ARM开发板端的LED灯的亮灭功能。Android手机作为客户端发送蓝牙信号，蓝牙模块HC-06作为服务器端接收信号，并向服务器端的控制器ARM核心板传递信号。双方通过串口进行通信。ARM控制器通过判断是否接收到信号从而控制核心板上的LED灯的亮灭。本文详细介绍了基于安卓智能手机的无线开关控制系统的设计以与实现。从课题的背景开始讨论，接着到开发平台的搭建，再到系统整体方案的设计，最后对整个设计进行总结，分析出本系统的优势以与出现的不足。关键词：android 蓝牙 无线通信 ARM目 录1 绪论1前言11.1 近距离无线通信技术概述21.3 课题的来源背景51.4国外研究
3、状况61.5系统总体方案61.5.1 设计要求61.5.2 硬件的选取：61.5.3软件的设计：72 开发环境的搭建82.1 Linux开发环境搭建82.1.1 关于Linux系统82.1.2 关于GNU82.1.3 利用Vmware虚拟机搭建Linux开发环境82.2 安卓应用开发环境搭建102.2.1 关于Eclipse软件102.2.2 android SDK开发环境搭建102.2.3 android NDK 开发环境搭建113系统硬件的选取133.1关于ARM处理器133.2 GEC210开发板简介153.3 蓝牙HC-06模块的简介173.3.1 HC-06模块特征173.3.2 A
4、T 指令集（对蓝牙模块进行测试）194 系统软件的设计224.1 相关软件编程技术224.1.1 嵌入式C编程224.2 系统底层软件的设计224.2.1 LED灯驱动程序设计224.2.2 LED灯测试程序设计264.2.3 UART串口配置284.3 系统上层软件的设计304.3.1 android应用程序工程分析304.3.2 智能手机端的应用程序设计314.3.3 GEC210开发板端的应用程序设计375 系统整体的调试425.1 系统软硬件的测试425.2 结论与总结45参考文献46Abstract47附录：48附录一：led_drv.c48附录二：led_test.c50附录三：A
5、ndroidApp工程源文件：523.1 主界面源代码MainActivity.java523.2 控制界面源代码SearchBlueTooth.java553.3 “关闭APP”类源代码SysApplication.java603.5 主界面布局文件：activity_main.xml613.6 控制界面布局文件searchbluetooth.xml63附录四：ArmApp工程源代码:634.1 主界面源文件MainActivity.java634.2 主界面布局文件activity_main.xml654.3 Jni源代码文件：654.3.1 C库源文件ArmApp.cpp654.3.2
6、头文件com_jhhu-armapp_MainActivity.h694.3.3 Android.mk704.3.4 Application.mk70致71仲恺农业工程学院毕业论文(设计)成绩评定表721 绪论前 言随着移动互联网平台的发展，搭载着免费、开源的android操作系统的android智能手机在移动平台以其市场占有率第一的优势而大放异彩。然而在现实生活中存在着许多这样的应用情况，系统需要实时传输小量的、近距离的突发信号，这就需要近距离无线通信技术。因此，基于安卓智能手机控制的无线开关系统亦是一个值得关注的领域。安卓智能手机随处可见，开关更是司空见惯，无线开关也是不再新鲜，然而基于安
7、卓智能手机控制的无线开关确实一个较为新鲜的事物。本系统是一个基于安卓手机的智能无线开关系统，其涉与的硬件设备由处理单元（基于contex-A8核的S5PV210处理器）、发射模块（三星智能手机）、接收模块（蓝牙接收器）、ARM核心板以与其外接电路构成。软件系统则需要用JAVA语言写两个安卓APP，一个是安装到手机端作为蓝牙信号发送的发送端，另一个则是安装到ARM核心板上作为蓝牙信号的接收端。除此之外，还需要用C语言写关于ARM板上的LED灯的硬件驱动程序以与uart串口的初始化程序。当发射模块发出信号时，接收模块会接收到无线信号，ARM处理器就会作出分析使对应的LED灯执行相应的亮灭操作，以L
8、ED灯的亮灭来模拟开关的状态。此设计需要用到C语言，JAVA语言，数字电路，模拟电路，嵌入式系统设计以与安卓编程等相关知识。1.1 近距离无线通信技术概述目前使用较广泛的近距无线通信技术是蓝牙(Bluetooth)，无线局域网802.11(Wi-Fi)和红外数据传输(IrDA)。同时还有一些具有发展潜力的近距无线技术标准，它们分别是：ZigBee、超宽频(Ultra WideBand)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、无线1394和专用无线系统等。它们都有其立足的特点，或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求；或着眼于功能的扩充性；或符合某些单一应用的特别要求；或建立竞争技
9、术的差异化等。但是没有一种技术可以完美到足以满足所有的需求。蓝牙技术有其性价比高，普遍性（一般的智能手机都有搭载蓝牙模块）的特点，较为适合用作短距离无线通信，因此此处主要对蓝牙技术进行介绍。蓝牙技术(bluetooth)技术是近几年出现的，广受业界关注的近距无线连接技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规，它以低成本的短距离无线连接为基础，可为固定的或移动的终端设备提供廉价的接入服务。蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规，其实质容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，将通信技术与计算机技术进一步结合起来，使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距
10、离围实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHzISM频段，提供1Mbps的传输速率和10m的传输距离。蓝牙技术诞生于1994年，Ericsson当时决定开发一种低功耗、低成本的无线接口，以建立手机与其附件间的通信。该技术还陆续获得PC行业业界巨头的支持。1998年，蓝牙技术协议由 Ericsson、IBM、Intel、NOKIA、Toshiba等5家公司达成一致。蓝牙协议的标准版本为802.15.1，由蓝牙小组（SIG）负责开发。802.15.1的最初标准基于蓝牙1.1实现，后者已构建到现行很多蓝牙设备中。新版802.15.1a基本等同于蓝牙1.2标准，具备一定的 QoS特性，
11、并完整保持后向兼容性。蓝牙行业是个突飞猛进的行业，2004年到2011年，蓝牙设备的综合年增长率为40。07年蓝牙设备的出货量达5 亿件，市场份额增加了71。预计到2009，出货量将达到亿件。中国是世界最大的蓝牙生产研发基地，全球80%的蓝牙企业在中国，中国80%的蓝牙企业在。国最大的蓝牙方案公司市吉联通数码科技、国最大的蓝牙电池邦凯电子、全球著名的蓝牙键盘制造商中易腾达，国最著名的蓝牙车载创美佳等公司都，但蓝牙技术遭遇了最大的障碍是过于昂贵，这就使得许多用户不愿意花大价钱来购买这种无线设备。因此，首要解决的就是蓝牙附属地位的问题和蓝牙芯片国产化的问题。随着蓝牙芯片国产化，中国确定自己的技术标
12、准，很快就可以解决目前中国蓝牙企业“山寨化”的问题，让所有中国蓝牙企业生产合乎中国技术标准的产品。二是进入了蓝牙产业链的上游，形成完整的产业链条。第三，可以借此解决目前蓝牙使用上由于“配对”复杂，而妨碍用户使用，造成市场推广的障碍。以上优势的形成，必将改变中国蓝牙行业的现有局面，并在形成以高新技术为龙头的一体化蓝牙产业基地，更好的为全中国，全世界服务。业专家认为，蓝牙的市场前景取决于蓝牙价格和基于蓝牙的应用是否能达到一定的规模。有了蓝牙，我们可以不再为数字家庭的布线而烦恼，移动、计算机、数码相机、摄像机、打印机、 机和掌上电脑等能随心所欲无线连通。有了蓝牙，这些设备即会实现自动同步。即使用户的
13、个人电脑放在手提箱，用户也可以通过收电子，通过移动屏幕阅读标题，而不会有到处找连接线、开机、关机等待等等诸如此类的一系列烦恼。蓝牙技术拥有广阔的潜力市场。1.2 android操作系统简介Android操作系统是一款由Google公司于2007年11月5日宣布的基于Linux平台的开源手机操作系统。2008年9月22日，美国运营商T-Mobile USA在纽约正式发布第一款Google手机T-Mobile G1。该款手机为宏达电代工制造，是世界上第一部使用Android操作系统的手机。至最新的数据显示，搭载着安卓系统的智能手机在世界市场的占有率已达到78.9%，远远抛开排名第二的ios系统的1
14、5.5%。成为目前市场占有率最高，发展最为快速的一种手机操作系统。Android系统是基于Linux和Java技术，它在底层采用Linux核和本地库，在上层提供Java支持框架和开发接口。它借助于Linux强 大的稳定性、开放性和可移植性，Java语言开发的广泛性、简单性和可移植性，一经推出就受动广泛关注和欢迎，在嵌入式开发中产生比较深远的影响。Android的系统架构采用了分层架构的思想，如下图所示。从上层到底层共包括四层，分别是应用程序程序层、应用框架层、系统库和Android运行时和Linux核。图1 Android系统架构图每层功能简要介绍如下：一 应用程序层该层提供一些核心应用程序包
15、，例如电子、短信、日历、地图、浏览器和联系人管理等。同时，开发者可以利用Java语言设计和编写属于自己的应用程序，而这些程序与那些核心应用程序彼此平等、友好共处。二 应用程序框架层该层是Android应用开发的基础，开发人员大部分情况是在和她打交道。应用程序框架层包括活动管理器、窗口管理器、容提供者、视图系统、包管理器、 管理器、资源管理器、位置管理器、通知管理器和XMPP服务十个部分。在Android平台上，开发人员可以完全访问核心应用程序所使用的API框 架。并且，任何一个应用程序都可以发布自身的功能模块，而其他应用程序则可以使用这些已发布的功能模块。基于这样的重用机制，用户就可以方便地替换平台本 身的各种应用程序组件。三 系统库和Android运行时系统库包括九个子系统，分别是图层管理、媒体库、SQLite、Ope
