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(jì)，通過四軸飛行器上發(fā)射的Wi-Fi將Android手機(jī)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(jiǎn)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(yàn)。

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A收稿日期：2017-12-02文章編號(hào)：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(hào)：V249

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

早在20世紀(jì)中期的時(shí)候，有些國外研究機(jī)構(gòu)就開始關(guān)注多旋翼飛行器。這種飛行器機(jī)械構(gòu)造和飛行原理雖然都比較簡(jiǎn)單，但對(duì)控制理論的實(shí)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(tuán)隊(duì)和公司已開發(fā)出各自的產(chǎn)品，并且在市場(chǎng)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(jī)操作系統(tǒng)。具有移動(dòng)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(diǎn)擊屏幕上的控件進(jìn)行操作，附帶高級(jí)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(jī)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(qiáng)大，可謂將Web應(yīng)用全部融入進(jìn)來的單一平臺(tái)。

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(yùn)行庫層和Linux核心層。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)使用Android手機(jī)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(shí)現(xiàn)四軸的升降、俯仰、轉(zhuǎn)向、旋轉(zhuǎn)等飛行姿態(tài)。手機(jī)與四軸建立Wi-Fi連接后，通過判斷用戶手勢(shì)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(jī)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(hào)，傳給主控芯片，然后處理轉(zhuǎn)化成控制電機(jī)的信號(hào)，從而控制四軸的飛行的姿態(tài)。

當(dāng)用戶啟動(dòng)該App時(shí)，將會(huì)首先進(jìn)入此歡迎界面，畫面是自己設(shè)計(jì)的一張圖片，增加App的可欣賞性，從而提高用戶體驗(yàn)，圖片停留2s后將自動(dòng)進(jìn)入解鎖界面。

該布局使用了RelativeLayout相對(duì)布局，這種布局的子控件會(huì)根據(jù)之前設(shè)置的參照控件來進(jìn)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(shí)常用的布局。

歡迎界面結(jié)束后，用戶將進(jìn)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(diǎn)擊“設(shè)置密碼”進(jìn)行設(shè)置，如果是忘記可以點(diǎn)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(jī)持有人者知曉時(shí)使用App控制四軸飛行器，避免發(fā)生對(duì)四軸的錯(cuò)誤操作。

此布局使用了自定義的控件，通過繼承View類，測(cè)量屏幕的尺寸，在屏幕上動(dòng)態(tài)生成九個(gè)圓形按鈕，用戶可以通過連接九個(gè)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(shí)，解鎖成功，進(jìn)入主界面。

三、總結(jié)

本文設(shè)計(jì)的四軸飛行器具有整機(jī)全電子增穩(wěn)、操作方便簡(jiǎn)單特點(diǎn)，在多個(gè)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(cè)設(shè)備，作為秘密偵查的強(qiáng)有力手段；在消防領(lǐng)域中，四軸飛行器可以到現(xiàn)場(chǎng)迅速升空，從高空中拍下現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)情況，為消防部署提供真實(shí)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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