摘 要：文章利用Android智能手機(jī)作為上位機(jī)，將帶有HC-06藍(lán)牙從模塊的MCU作為仿生機(jī)器人的遙控信號(hào)接受端，利用藍(lán)牙作為媒介完成對(duì)仿生機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的控制。由此實(shí)現(xiàn)了以智能手機(jī)為依托的新型仿生機(jī)器人控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：Android智能手機(jī)；仿生機(jī)器人；藍(lán)牙模塊

引言

仿生雙足機(jī)器人具有出色的移動(dòng)性能，因而對(duì)其行走控制的研究成為當(dāng)今仿生機(jī)器人領(lǐng)域中最前沿的問(wèn)題。采用有線控制方式對(duì)機(jī)器人的移動(dòng)性能產(chǎn)生較大約束，而傳統(tǒng)的無(wú)線調(diào)試方案，沒(méi)有可視化界面，互動(dòng)性差，功能單一；電腦作為無(wú)線調(diào)試終端體積龐大，不適合攜帶。因此尋找新的適合于移動(dòng)機(jī)器人的控制終端對(duì)于仿生機(jī)器人的發(fā)展具有重要作用。

近年來(lái)Android智能手機(jī)廣泛普及，其系統(tǒng)良好的開(kāi)源性和java語(yǔ)言的可移植性使手機(jī)正逐漸發(fā)展為眾多設(shè)備的控制終端。文章就智能手機(jī)與仿生機(jī)器人的交互式控制原理進(jìn)行介紹。重點(diǎn)講解仿生機(jī)器人調(diào)試平臺(tái)手機(jī)app的研究與設(shè)計(jì)。

1 總體設(shè)計(jì)方案

本設(shè)計(jì)方案基于微控制單元（Microcontroller Unit；MCU）、Android智能手機(jī)和 HC-06藍(lán)牙模塊進(jìn)行研究。整體控制流程如圖1所示，手機(jī)作為控制終端負(fù)責(zé)發(fā)布指令和接收處理傳感器采集的信息，并通過(guò)可視化界面予以顯示。手機(jī)與仿生機(jī)器人之間的信息交互通過(guò)安裝在單片機(jī)上的藍(lán)牙模塊和手機(jī)自帶藍(lán)牙模塊進(jìn)行通訊。

2 硬件設(shè)計(jì)部分

HC-06藍(lán)牙從模塊與單片機(jī)通過(guò)總線驅(qū)動(dòng)器連接。當(dāng)總線驅(qū)動(dòng)器的T/R端口接地時(shí)，藍(lán)牙從模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，機(jī)器人接收來(lái)自手機(jī)終端的指令。此時(shí)BTXD端口與單片機(jī)BRXD端口連接；當(dāng)T/R端口為高電平時(shí)，HC-06藍(lán)牙從模塊作為數(shù)據(jù)接收端，手機(jī)終端顯示單片機(jī)反饋的各種數(shù)據(jù)。此時(shí)RXD端口與單片機(jī)TXD端口連接。藍(lán)牙模塊默認(rèn)波特率9600波特。模塊上電以后綠色指示燈不斷閃爍等待主藍(lán)牙模塊連接，建立連接后綠色指示燈變?yōu)槌Ａ痢?/p>

3 上位機(jī)控制平臺(tái)設(shè)計(jì)

Android是基于Linux系統(tǒng)為核心的開(kāi)源手機(jī)操作系統(tǒng)。在集成開(kāi)發(fā)環(huán)境Eclipse IDE和Android SDK上利用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)文章所需的Android應(yīng)用軟件：仿生機(jī)器人移動(dòng)控制平臺(tái)。軟件編寫(xiě)過(guò)程中主要用到Android手機(jī)系統(tǒng)的活動(dòng)、服務(wù)、廣播接收者等組件。

3.1 界面設(shè)計(jì)

為了操作的便捷性，調(diào)試平臺(tái)主界面設(shè)計(jì)的比較簡(jiǎn)潔，包括藍(lán)牙連接、參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)查詢、控制平臺(tái)和系統(tǒng)幫助五個(gè)進(jìn)入二級(jí)界面的圖形按鈕。參數(shù)設(shè)置界面可對(duì)仿生機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。狀態(tài)查詢界面可對(duì)仿生機(jī)器人的速度、位置和AD值進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢。主界面如圖2所示。

通過(guò)主控界面下的藍(lán)牙設(shè)備連接界面可以進(jìn)行藍(lán)牙配對(duì)。該界面打開(kāi)后有兩個(gè)視圖列表控件，一個(gè)是曾經(jīng)配對(duì)過(guò)的設(shè)備，另一個(gè)是對(duì)話列表。設(shè)備連接界面如圖3所示。

3.2 手機(jī)藍(lán)牙編程

使用藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行通信，需要完成4個(gè)步驟：藍(lán)牙設(shè)置、藍(lán)牙配對(duì)、藍(lán)牙連接和數(shù)據(jù)傳輸。安卓開(kāi)發(fā)中所有涉及藍(lán)牙的活動(dòng)都要請(qǐng)求BluetoothAdapter來(lái)實(shí)現(xiàn)，藍(lán)牙設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)Socket通道實(shí)現(xiàn)，必須用到藍(lán)牙串口服務(wù)的通用唯一識(shí)別碼UUID。當(dāng)手機(jī)與藍(lán)牙從模塊進(jìn)行連接時(shí)，它將攜帶一個(gè)UUID用來(lái)唯一標(biāo)識(shí)它要連接的服務(wù)，UUID必須匹配，連接才會(huì)被接受。此外仿生機(jī)器人調(diào)試平臺(tái)在調(diào)用手機(jī)的藍(lán)牙功能時(shí)需要權(quán)限，因此要在 AndroidManifest.xml文件中聲明藍(lán)牙允許的使用權(quán)限：

< uses - permissionandroid： name = \"android， permission. Bluetooth\"/

>。

3.3 指令發(fā)送和數(shù)據(jù)處理

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送要對(duì)每個(gè) button按鈕設(shè)置監(jiān)聽(tīng)器，當(dāng)觸發(fā)按鈕的時(shí)候才能利用建立好的通信信道發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的處理與發(fā)送都在監(jiān)聽(tīng)器里的 Datachanged（）方法實(shí)現(xiàn)；部分程序示例如下：

// 發(fā)送數(shù)據(jù)

public void

sendMessage（String msg）

{if （socket == 1）

{Toast.makeText（this， \"沒(méi)有連接\"， Toast.LENGTH_SHORT）.show（）；

return；}

try{OutputStream os = socket.getOutputStream（）；

os.write（msg.getBytes（））；L.e（\"BLSend：\"+msg）；}

catch （IOException e）{

e.printStackTrace（）；}}

public Context getInstance（）

{return BluethoothService.this；}

4 結(jié)束語(yǔ)

文章介紹了利用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)手機(jī)對(duì)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制?？朔藗鹘y(tǒng)的遙控技術(shù)如紅線遙控和調(diào)頻遙控技術(shù)的部分缺點(diǎn)。該控制系統(tǒng)具有移動(dòng)性強(qiáng)、便攜式好、成本低、不依賴網(wǎng)絡(luò)等特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)測(cè)試，設(shè)計(jì)的上位機(jī)軟件能夠在android手機(jī)終端順利安裝并流暢運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的控制和行走狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，該設(shè)計(jì)還可以進(jìn)一步完善，包括增加障礙感應(yīng)，攝像功能等。

參考文獻(xiàn)

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