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1 创建工程
IDE：Android Studio 3.1；File>New>New Project>输入项目名>next>Target Android Devices 复选框勾选 Phone and Tablet 和 Android Things>next… finish；创建成功后项目会包括mobile和things两个module，mobile是手机端程序，things是小车上的程序。things部分编译出来的是apk只能运行在Android Things系统上，后面我们会在树莓派上运行这module。2 导入StarRTC SDK
SDK下载：开发文档：按照开发文档所述，分别在mobile和things两个module下导入StarRTC的sdk。3 开始码代码，小车端程序（things module）
这个项目的代码大部分都是从StarRTC官网demo源码中拷贝过来的，并做了些简单的修改。3.1 小车开机后原地待命小车要先登录StarRTC的服务，后边才能接收到手机端的启动指令。//设置小车的ID，后边要通过这个ID来唤醒小车MLOC.userId = "car0001";//设置适合树莓派的默认参数值XHClient.getInstance().setDefaultConfig(true,true,0,0,1,false,false,false,false,XHConstants.XHCropTypeEnum.STAR_VIDEO_CROP_CONFIG_BIG_NOCROP_SMALL_NONE);XHClient.getInstance().setCustomEncoderConfig(640,480,640,480,15,500,45);//初始化SDK，添加登录和消息状态监听XHClient.getInstance().initSDK(this, new XHSDKConfig(MLOC.agentId),MLOC.userId);XHClient.getInstance().getChatManager().addListener(new XHChatManagerListener());XHClient.getInstance().getLoginManager().addListener(new XHLoginManagerListener());checkNetAvailable();
这里有个问题要注意一下，本来这段初始化代码最后，就要进行登录操作了，但树莓派开机时，会第一时间自动运行小车的程序，这样就可能遇到程序在进行初始化时，网络未连接或设备时间未同步的问题。这两个问题都会导致登录失败。所以登录之前先检查一下网络是否已经可用，时间是否已经同步。这里只是判断了时间中的year部分是否包含”201″。
private Timer checkNetTimer = new Timer(); private void checkNetAvailable(){ checkNetTimer.schedule(new TimerTask() { @Override public void run() { Runtime runtime = Runtime.getRuntime(); Process pingProcess = null; try { String nowDate = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm").format(new java.util.Date()); //时间是否已经同步 if(nowDate.contains("201")){ checkNetTimer.cancel(); InterfaceUrls.demoLogin(MLOC.userId); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } },3000,3000); } 上边代码中InterfaceUrls.demoLogin(MLOC.userId)是向服务器获取登录证明AuthKey的，拿到证明之后就是真正的登录了。这里我通过自定义的事件来专递各种消息和参数。
登录SDK成功后，小车将处于待命状态，等待操控者的启动指令。这里使用的启动指令是“IotCarStart”这个字符串。@Override public void dispatchEvent(String aEventID, boolean success, Object eventObj) { switch (aEventID){ case AEvent.AEVENT_LOGIN: if(success){ MLOC.d("", (String) eventObj); //登录SDK XHClient.getInstance().getLoginManager().login(MLOC.authKey, new IXHCallback() { @Override public void success(Object data) { isLogin = true; } @Override public void failed(final String errMsg) { MLOC.d("",errMsg); runOnUiThread(new Runnable() { @Override public void run() { MLOC.showMsg(SplashActivity.this,errMsg); } }); } }); }else{ MLOC.d("", (String) eventObj); } break; case AEvent.AEVENT_C2C_REV_MSG: XHIMMessage message = (XHIMMessage) eventObj; String command = message.contentData; switch (command){ case "IotCarStart": startCar(message.fromId); break; } break; } } private void startCar(String fromId){ removeListener(); Intent intent = new Intent(SplashActivity.this,SampleLiveActivity.class); intent.putExtra("driverId",fromId); startActivity(intent); } 3.2 小车收到开机指令
当手机端通过IM，向小车发送一条内容为“IotCarStart”的一对一消息时，小车就会启动，并且记录操控者的ID，直到本次遥控结束，小车将忽略其他人发来的一切消息。小车启动时，要创建一个互动直播的房间，并开始直播。开始直播后，通过一对一消息将直播间的id发给手机端。手机端通过直播间id进入直播间，并申请连麦。小车收到连麦申请后判断是否是操控者发来的，是操控者将允许连麦，否则拒绝连麦。private void createLive(){ //创建直播 final XHLiveItem liveItem = new XHLiveItem(); liveItem.setLiveType(XHConstants.XHLiveType.XHLiveTypeGlobalPublic); liveItem.setLiveName(MLOC.userId); //创建直播间 liveManager.createLive(liveItem, new IXHCallback() { @Override public void success(Object data) { //创建成功 MLOC.d("XHLiveManager","createLive success "+data); liveId = (String) data; MLOC.saveSharedData(SampleLiveActivity.this,MLOC.userId+"_iotCarId", liveId); InterfaceUrls.demoReportLive(liveId,liveItem.getLiveName(),MLOC.userId); starLive(); } @Override public void failed(final String errMsg) { //创建失败 MLOC.d("XHLiveManager","createLive failed "+errMsg); removeListener(); finish(); } }); } private void starLive(){ //开始直播 liveManager.startLive(liveId, new IXHCallback() { @Override public void success(Object data) { //成功 MLOC.d("XHLiveManager","startLive success "+data); //给操控者发送直播间ID XHClient.getInstance().getChatManager().sendOnlineMessage(liveId, driverId, null); } @Override public void failed(final String errMsg) { //失败 MLOC.d("XHLiveManager","startLive failed "+errMsg); MLOC.saveSharedData(SampleLiveActivity.this,MLOC.userId+"_iotCarId", ""); stop(); } }); } @Override public void dispatchEvent(String aEventID, boolean success, final Object eventObj) { MLOC.d("XHLiveManager","dispatchEvent "+aEventID + eventObj); switch (aEventID){ case AEvent.AEVENT_C2C_REV_MSG: XHIMMessage message = (XHIMMessage) eventObj; if(message.fromId.equals(driverId)){ String command = message.contentData; if(command.equals("IotCarStart")){ XHClient.getInstance().getChatManager().sendOnlineMessage(liveId, driverId, null); } } break; case AEvent.AEVENT_LIVE_ADD_UPLOADER: //连麦者加入，因为小车不需要播放，所以设置为不接收视频 StarRtcCore.getInstance().setNullVideo(); break; case AEvent.AEVENT_LIVE_REMOVE_UPLOADER: //操控者退出，本次操控结束 driverId = ""; stop(); break; case AEvent.AEVENT_LIVE_APPLY_LINK: //收到连麦申请 if(driverId.equals((String) eventObj)){ // 操控者申请，自动同意上麦 liveManager.agreeApplyToBroadcaster(driverId); }else{ // 拒绝其他人上麦 liveManager.refuseApplyToBroadcaster((String) eventObj); } break; case AEvent.AEVENT_LIVE_ERROR: removeListener(); finish(); MLOC.d("VideoLiveActivity","AEVENT_LIVE_ERROR "+eventObj); break; case AEvent.AEVENT_LIVE_REV_REALTIME_DATA: // 收到实时流数据，操控车的指令 if(success){ try { JSONObject jsonObject = (JSONObject) eventObj; final byte[] tData = (byte[]) jsonObject.get("data"); runOnUiThread(new Runnable() { @Override public void run() { //给小车下达指令 GpioManager.getInstance().controlCar(tData); } }); } catch (JSONException e) { e.printStackTrace(); } } break; } } 4 通过树莓派GPIO和PWM控制小车运动
4.1 GPIO控制驱动电机我购买的直流电机驱动板可以直接插在树莓派上，并将树莓的引脚再次暴露出来，用起来比较方便。根据驱动板使用说明，将电机线接到驱动板上，然后通过GPIO设置相应引脚的高低电平就能控制电机的启动停止和正转反转。使用GPIO要记得先申请相关权限GPIO使用前记得重置，使用后记得销毁，GPIO口一旦被占用，后来者将无法使用。//初始化小车需要的GPIO口 public void initCarGpio(){ manager = PeripheralManager.getInstance(); try { mGpioLeftRun = manager.openGpio(GpioNameLeftRun); resetGpio(mGpioLeftRun); mGpioLeftDirection = manager.openGpio(GpioNameLeftDirection); resetGpio(mGpioLeftDirection); mGpioRightRun = manager.openGpio(GpioNameRightRun); resetGpio(mGpioRightRun); mGpioRightDirection = manager.openGpio(GpioNameRightDirection); resetGpio(mGpioRightDirection); } catch (IOException e) { MLOC.d("IOTCAR","initCarGpio IOException"+e.getMessage()); e.printStackTrace(); } MLOC.d("IOTCAR","initCarGpio"); } //关闭车 public void stopCarGpio(){ destoryGpio(mGpioLeftRun); destoryGpio(mGpioLeftDirection); destoryGpio(mGpioRightRun); destoryGpio(mGpioRightDirection); MLOC.d("IOTCAR","stopCarGpio"); } //重置GPIO private void resetGpio(Gpio gpio){ try { if(gpio!=null) { gpio.setDirection(Gpio.DIRECTION_OUT_INITIALLY_LOW);//设置为输出，默认低电平 gpio.setActiveType(Gpio.ACTIVE_HIGH);//设置高电平为活跃的 gpio.setValue(false);//设置成低电平 } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } //销毁GPIO private void destoryGpio(Gpio gpio){ try { if(gpio!=null){ gpio.close(); gpio = null; } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } 在这吐糟一下树莓派和电机驱动板，树莓派每次通电开机时，控制电机使能的两个GPIO口默认输出的都是高电平，导致小车每次开机时会不受控制的一直往前跑。直到开始运行程序，GPIO口被重置成低电平才会停下来…
4.2 PWM控制云台舵机旋转
摄像头云台的控制需要使用PWM，Android Things在树莓派上提供了两个可以生成PWM波的引脚，正好可以将云台的两个舵机接入到树莓派的相应PWM引脚上，一个控制左右转动，一个控制上上下转动。这里需要说一下自己碰到的坑，刚开始不知道Android Things提供了PWM的API，所以自己写了一个SoftPWM。但是PWM的周期是20ms,控制舵机从0到180度转动所需的高电平宽度是0.5ms-1.5ms,然而java的计时器最小单位就是ms,所以根本无法满足舵机调节角度的精度需求。幸亏很快发现了系统提供的API。之后又遇到个坑，只要小车打开视频，云台就无法控制。后来定位到问题是，播放声音时speaker也是通过PWM控制发声的，也就是说PWM被系统拿去播放音频了，所以云台无法控制。解决这个问题只需要再加一个PWM发生器即可，我选择了另一条路，禁用了小车的音频输出。
继续说舵机和PWM，PWM是通过设置频率和占空比来产生不通方波的，理论上舵机的0~180度对应的高电平宽是0.5ms~1.5ms,也就是0度的占空比 = 0.5ms/20ms = 2.5%,可能因为理论值和实际值有偏差，经过我的测试，设置占空比为3.27%时，也就是高电平宽w = 3.27%*20ms = 0.654ms时，舵机的角度为0度。后边又测出了180度时的占空比值，最终计算出角度每增加1度，占空比增加约0.0463。有了0度的基础值和单步值，后边设置角度时就比较方便了。
比如 90度时PWM的占空比=3.27+90*0.0463。PWM最好持续输出，时断时续的容易造成舵机无规则摆动，停止遥控时一定要记得停止你使用的PWM，不然舵机一直工作，影响舵机使用寿命和电池续航。
public void initCarPwm(){ MLOC.d("IOTCAR_PWM","initCarPwm"); manager = PeripheralManager.getInstance(); try { if(mPwmCameraH!=null) { mPwmCameraH.setEnabled(false); mPwmCameraH.close(); mPwmCameraH = null; } running.set(true); mPwmCameraH = manager.openPwm(GpioNameHRotate); mPwmCameraH.setPwmDutyCycle(beginValue+90*stepLenght);//设置占空比 mPwmCameraH.setPwmFrequencyHz(50);//设置频率 mPwmCameraH.setEnabled(true); //开始生成PWM if(mPwmCameraV!=null) { mPwmCameraV.setEnabled(false); mPwmCameraV.close(); mPwmCameraV = null; } mPwmCameraV = manager.openPwm(GpioNameVRotate); mPwmCameraV.setPwmDutyCycle(beginValue+40*stepLenght); mPwmCameraV.setPwmFrequencyHz(50); mPwmCameraV.setEnabled(true); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } public void changePwm(){ try { if(mPwmCameraV!=null&&lastCameraV!=camearV.get()){ mPwmCameraV.setEnabled(false);//先停掉之前的PWM mPwmCameraV.setPwmDutyCycle(beginValue+camearV.get()*stepLenght);//重新设置占空比 mPwmCameraV.setEnabled(true);//开始生成PWM lastCameraV = camearV.get(); } if(mPwmCameraH!=null&&lastCameraH!=camearH.get()){ mPwmCameraH.setEnabled(false); mPwmCameraH.setPwmDutyCycle(beginValue+camearH.get()*stepLenght); mPwmCameraH.setEnabled(true); lastCameraH = camearH.get(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } public void stopPwm(){ running.set(false); if(mPwmCameraH!=null){ try { mPwmCameraH.setEnabled(false); mPwmCameraH.close(); mPwmCameraH = null; } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if(mPwmCameraV!=null){ try { mPwmCameraV.setEnabled(false); mPwmCameraV.close(); mPwmCameraV = null; } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } MLOC.d("IOTCAR_PWM","stopPwm"); } 到这里小车端的程序介绍完了，后边再说说手机端。
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