劉珍

摘 要：文章將介紹基于Android系統(tǒng)控制的四軸飛行器的設(shè)計，通過四軸飛行器上發(fā)射的Wi-Fi將Android手機與四軸飛行器連接起來，用戶使用相應(yīng)的App即可控制四軸飛行器的起飛、降落以及其他姿態(tài)的改變。不僅操作簡單，還省去了傳統(tǒng)的手持無線遙控器，改善了用戶的操作體驗。

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A收稿日期：2017-12-02文章編號：2095-624X（2018）01-0064-01

關(guān)鍵詞：Android系統(tǒng)；控制；四軸飛行器；Wi-Fi

中圖分類號：V249

基金項目：2016年安徽省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目（AH201612216001）。

早在20世紀(jì)中期的時候，有些國外研究機構(gòu)就開始關(guān)注多旋翼飛行器。這種飛行器機械構(gòu)造和飛行原理雖然都比較簡單，但對控制理論的實現(xiàn)以及傳感器類的性能要求非常高，直到21世紀(jì)初，飛速發(fā)展的嵌入式控制系統(tǒng)技術(shù)以及MEMS傳感器技術(shù)使得多旋翼飛行器的研究得到了突破，這種現(xiàn)狀才得到改變。在一些技術(shù)發(fā)達(dá)的國家，小型多旋翼飛行器已成為研究的主流，很多團隊和公司已開發(fā)出各自的產(chǎn)品，并且在市場中開始銷售。但我國關(guān)于多旋翼飛行器的研發(fā)成果還較少，很多都是使用外國現(xiàn)有的技術(shù)，或者從外國的一些網(wǎng)站獲取相關(guān)資料。雖然近年來我國有的高校也開展這方面的研究工作，但在很多方面與國外之間的差距還是很大，由此可見，若想在此領(lǐng)域中有更多的話語權(quán)，必須加大自身的研發(fā)力度，開展自主研發(fā)工作。

一、安卓系統(tǒng)的架構(gòu)

Android是一種開發(fā)源代碼的手機操作系統(tǒng)。具有移動電話正常工作所用到的全部軟件，包含有應(yīng)用程序、用戶界面以及操作系統(tǒng)。Android擁有可觸摸屏幕，用戶可直接點擊屏幕上的控件進行操作，附帶高級圖形顯示以及采用WebKit瀏覽器引擎，具備上網(wǎng)功能。用戶可以使用Android手機上網(wǎng)瀏覽信息，觀看各種影視節(jié)目以及娛樂游戲等，功能強大，可謂將Web應(yīng)用全部融入進來的單一平臺。

Android的系統(tǒng)架構(gòu)是分層次架構(gòu)。其最高層是應(yīng)用層，該層是一般安卓開發(fā)人員接觸的主要層面，其他層面從上到下依次應(yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運行庫層和Linux核心層。

二、系統(tǒng)設(shè)計

本設(shè)計使用Android手機作為控制端，通過Wi-Fi來發(fā)送控制指令給四軸飛行器，來實現(xiàn)四軸的升降、俯仰、轉(zhuǎn)向、旋轉(zhuǎn)等飛行姿態(tài)。手機與四軸建立Wi-Fi連接后，通過判斷用戶手勢操作，來發(fā)送相關(guān)的控制數(shù)據(jù)。

四軸飛行器使用MWC開源固件為飛控板，主控芯片通過相關(guān)傳感器來確定飛行器的飛行姿態(tài)。從Android手機端發(fā)送的Wi-Fi數(shù)據(jù)經(jīng)過處理之后，得到PPM控制信號，傳給主控芯片，然后處理轉(zhuǎn)化成控制電機的信號，從而控制四軸的飛行的姿態(tài)。

當(dāng)用戶啟動該App時，將會首先進入此歡迎界面，畫面是自己設(shè)計的一張圖片，增加App的可欣賞性，從而提高用戶體驗，圖片停留2s后將自動進入解鎖界面。

該布局使用了RelativeLayout相對布局，這種布局的子控件會根據(jù)之前設(shè)置的參照控件來進行布局，其父控件也可作為參照控件，是Android開發(fā)人員初期時常用的布局。

歡迎界面結(jié)束后，用戶將進入九宮格解鎖界面，要求用戶通過繪制出之前設(shè)定好的圖案，來完成解鎖登錄，如果是首次使用可以點擊“設(shè)置密碼”進行設(shè)置，如果是忘記可以點擊“忘記密碼”根據(jù)提示信息找回密碼。

該功能增加了用戶的安全性，防止沒有經(jīng)過手機持有人者知曉時使用App控制四軸飛行器，避免發(fā)生對四軸的錯誤操作。

此布局使用了自定義的控件，通過繼承View類，測量屏幕的尺寸，在屏幕上動態(tài)生成九個圓形按鈕，用戶可以通過連接九個按鈕來繪制圖形。當(dāng)用戶繪制的圖案與之前設(shè)定好的圖案一致時，解鎖成功，進入主界面。

三、總結(jié)

本文設(shè)計的四軸飛行器具有整機全電子增穩(wěn)、操作方便簡單特點，在多個領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，比如在軍事領(lǐng)域中可以攜帶影像設(shè)備與偵測設(shè)備，作為秘密偵查的強有力手段；在消防領(lǐng)域中，四軸飛行器可以到現(xiàn)場迅速升空，從高空中拍下現(xiàn)場實時情況，為消防部署提供真實有效的參考；在民用領(lǐng)域中，可以用來完成空中的視頻航拍。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李 敏，劉 穎.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能檢測飛行器設(shè)計[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016（12）：73-75，78.