手机APP通过蓝牙的实现与控制

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2024年7月25日发(作者：)

第五章 APP的实现与控制

随着移动互联网的快速崛起，手机客户端应用软件(Application，简称APP)

为代表的智能终端应用的快速普及，给人们的工作和生活带来了更多的便捷，也

加快了物联网的发展步伐。Android系统作为手机的主流操作系统，由于其操作

性和开源性，为手机应用程序控制系统的开发提供了很大的优势，并将各类控制

系统融为一体提供了可能。

本部分以Android手机应用程序APP为客户端，借助蓝牙无线通信技术，智

能小车作为服务器端接收手机的控制信号，并实现小车的相关动作。该设计为智

能控制方式提供一种新的设计思路。系统结构图如图5-1所示：

手机APP蓝牙模块

智能小车

图5-1 系统结构图

5.1 主要技术

Java作为一种完全面向对象的语言，拥有安全、健壮、分布、可移植等多种

优点。正是这些优点让Java在很多领域都有广泛的应用。从商业上的电子商务

网站到安卓App，从科学应用到经济应用，如电子交易系统，从游戏到桌面应用

都有Java的身影。

Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要使用于移

动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟领导及开发。

智能手机的发展自然离不开智能操作系统的不断进化，安卓作为手机操作系统的

一种，因为其开放的源码特性以及营销模式迅速占领市场。

5.2 安卓系统

5.2.1 基本架构

在安卓系统中，将操作系统的体系结构分为四层，从下到上分别为Linux内

核层、系统运行库层、应用框架层和应用层。安卓体系结构如图5-2所示。

图5-2 安卓体系结构图

（1）Linux层：安卓操作系统的底层是基于Linux Kernel 的，其功能主要是

负责操作系统所具有的功能，包括很多的驱动程序，如显示驱动、相机驱动、蓝

牙驱动等，正是这些驱动程序来驱动我们的硬件设备。

（2）系统运行库层：系统运行库层包括两个部分：库文件和安卓运行环境。

其中库文件中主要是安卓系统会使用的一些 C/C++ 的库文件，包括桌面管理

器、媒体库、 SQLite等。安卓运行环境则指的是虚拟机技术，相当于java的JDK

和JVM，是运行安卓应用程序所需要的核心库。

（3）应用框架层：主要是Google发布的类库，我们学习安卓主要也是学习

这一层，通过各种各样的框架才能实现我们的APP。开发过程中必须遵循框架的

开发原则，框架中主要包括Activity Manager、窗口管理器、视图系统、通知管

理器、电话管理器等。

（4）应用层 ：应用层当然就是指我们开发的APP了，主要是使用Java语

言进行开发的程序，例如音乐播发器、图片浏览器，还有大家使用的地图、通讯

录等。

5.2.2 四大组件

要想学会安卓开发，首先必须熟悉安卓的四大组件，包括Activity、Service、

Broadcast Receiver和Content Provider。

（1）Activity：Activity就是一个人机交互程序，简单来讲手机中的一个屏幕

内容就是一个Activity，所以Activity 主要用于存放不同的显示控件，是安卓最

基本的组成部分。当然一个APP中不止一个Activity。

（2）Service：Service可以理解为是没有屏幕的Activity，例如某些程序没有

用户界面，只是希望在后台运行，就可以定义为一个Service。背景音乐的播放、

监控程序等都可以采用这种方式。

（3）Broadcast Receiver：广播接收器没有用户界面。它可以启动一个Activity

或Service来响应收到的信息，或者用Notification Manager来通知用户。

（4）Content Provider：Content Provider的提供主要是为了解决不同的应用

程序之间进行数据交换的问题，将不同的应用程序的数据操作标准进行统一，并

把标准表明给其他程序以方便访问，这样就能达到应用程序交互、共享数据的目

的。简单来说安卓 APP 开发就是学习如何利用应用框架层里面的各种类库，遵

循框架规则进行应用程序的开发。

5.3 搭建开发环境

5.3.1 安装JDK

JDK是Java的核心，包含了Java的运行环境、Java工具、开发应用程序时

调用的Java类库等内容，所以基于Java的开发均需要安装JDK。可以从官网上

根据需要下载不同的版本进行安装。

5.3.2 配置环境变量

为了配置JDK的系统变量环境，我们需要设置三个系统变量，分别是

JAVA_HOME，Path和CLASSPATH。

（1）JAVA_HOME：变量值为JDK在你电脑上的安装路径：C:Program

FilesJavajdk1.8.0_20。创建好后则可以利用%JAVA_HOME%作为JDK安装目录

的统一引用路径，目的是为了方便后面变量的设置。

（2）PATH：PATH属性已存在，可直接编辑，在原来变量后追加：

.;%JAVA_HOME%bin;%JAVA_HOME%jrebin

（3）CLASSPATH：设置系统变量名为：CLASSPATH变量值为：

.;%JAVA_HOME%;%JAVA_HOME%

5.3.3 安装Eclipse

Eclipse为Java应用程序及Android开发的IDE。可以从官网下载，Eclipse

不需要安装，直接解压后，打开时设置工作空间即可。

5.3.4 安装 Android SDK

为了能在Windows中开发调试安卓APP，需要为Eclipse配置Android SDK，

Google 现在提供集成了ADK的Eclipse，可以直接使用，也可以单独配置。

5.4 Eclipse实现APP

Android手机客户端操作界面实现小车的前进、后退、左转、右转、停止等

功能。根据这个要求，本项目选择Eclipse作为开发环境，进行了APP的设计与

制作。在设计过程中，首先新建项目，在项目中主要进行、

layout文件夹下面的activity_、以及src文件夹下面的

的实现。

5.4.1 的配置

是一个非常重要的清单文件，每一个应用程序的根目录

里都有这个功能清单文件。这个清单文件给android系统提供了关于这个应用程

序运行的一些必要参数，系统在运行任何程序代码之前必须知道这些信息。一个

中必须含有一个Application标签，这个标签声明了每一个

应用程序的组件及其属性(如icon,label,permission等)。

本项目应用的是蓝牙通信，要求在客户端加上蓝牙操作权限，否则用户将无

法使用安卓手机的蓝牙功能。因此，在文件中加入权限设

置：

。同时，APP

的图标显示也在这里设置：android:icon="@drawable/car"，其中car图片是在

layout文件夹下面的drawable-xhdpi文件夹里面。这样，配

置完成。

5.4.2 页面布局的设计

页面布局需要配置layout文件夹下面的activity_文件，在设计过程

中，页面布局选择的是相对布局（RelativeLayout）。相对布局是一个控件的位

置取决于它和其他控件的关系，操作比较灵活，而且对于手机的适配型比较好，

实用价值比较大。

本项目主要设置五个按键和一个文本显示，五个按键分别是前进、后退、停

止、左转、右转，一个文本显示“组名: FIRE808”。每一个按键是一个Button，

可以设置按键上要显示的内容，修改按键字体的大小及颜色，设置按键相对的位

置。文本显示用到的是TextView，同样可以设置文本的要显示内容，修改文本

字体的大小及颜色，设置文本相对的位置。整个APP背景的设置，在

RelativeLayout层添加：android:background="@drawable/ground2" 。同样，ground2

图片也是在layout文件夹下面的drawable-xhdpi文件夹里面。所有的按键是以停

止按键位于界面正中心设置，具体的APP界面图如下图5-3所示：

图5-3 APP界面图

5.4.3 的实现

是src根目录下的文件，是一个Android工程默认的主

页面，所有程序的实现都在此文件中完成。此项目中Acrivity的生命周期分

为六部分：onCreate、onStart、onResume、onPause、onStop、onDestroy。一般情

况下，onPause和onStop连续出现，当上一个界面的onPause失去焦点后，下一

个界面才能开始加载。因此，在onPause里面只能做一些非常轻量级的回收。同

理，onStop里面可以做一点稍微的回收动作。重量级的回收动作，或者各种数据

的保存，要放到onDestroy里面执行。

项目实现主要是在onCreate、onResume、onPause这三个部分。onCreate主

要是实现APP对小车的控制，调用onTouch等方法，实现触摸屏幕发送对应的

指令，指令的内容分别为前进（0x0001）、后退（0x0002）、左转（0x0003）、

右转（0x0004）、停止（0）。onResume主要是实现两者间的通信，APP按键的

指令发送到蓝牙模块。因此，手机APP和蓝牙模块之间的通信需要Socket通信。

Socket通信则是在双方建立起连接后就可以直接进行数据的传输，在连接时可实

现信息的主动推送，而不需要每次由客户端想服务器发送请求。Socket又称套接

字，在程序内部提供了与外界通信的端口，即端口通信。通过建立socket连接，

可为通信双方的数据传输传提供通道。socket的主要特点有数据丢失率低，使用

简单且易于移植。onPause主要是实现数据刷新，socket套接字的关闭。

本文标签： 系统手机开发应用实现