物联网微项目集成实践-——Android+Arduino交互设计

本书主要讲述了在Android和Arduino环境下的一系列交互设计，包括Android开发环境（软硬）的建立、Arduino环境构建（软硬）、Android和C语言基础以及多线程编程简介，并分别列举了用Android蓝牙助手控制点亮LED灯，设计Android程序代替蓝牙串口助手控制LED灯，用Android控制交通灯的交互设计，数码管Android交互设计，LM35温度传感器和DS18B20数字温度的Arduino设计，Android点机交互驱动设计，Android舵机云台超声波测距避障交互设计，以及在WiFi和无WiFi环境下Android网络远程控制Arduino等一系列软硬交互设计实验。
本书可作为物联网专业、电子专业相关课程的教材或供广大DIY设计爱好者阅读参考。

杨官霞，女，硕士、讲师、网络工程师，现为浙江长征职业技术学院智能技术系督导，物联网应用技术教研室教师。

目录


第1章Android+Arduino相关知识与交互设计环境的建立1


1.1Android 开发环境的建立1


1.2Arduino与单片机3


1.3Arduino硬件组成5


1.4ArduinoIDE开发环境建立7


1.5Arduino编程——最简单的例子（Hello World实验）12
第2章Arduino语言基础19


2.1基础C语言部分简介19


2.1.1C语言语法19


2.1.2变量的作用范围（作用域）21


2.2Arduino语言22


2.2.1Arduino常用函数介绍22


2.2.2Arduino函数综合应用举例25


2.2.3Arduino语言库文件28
第3章多线程编程介绍31


3.1多线程的概念31


3.2Java多线程实例32


3.2.1继承Thread类方法实现多线程实例32


3.2.2Runnable接口方法实现多线程实例35


3.2.3两种实现方式的区别和联系实例说明36


3.3Android多线程编程38


3.3.1将任务从工作线程抛到主线程实例分析39


3.3.2Android的Handler机制41


3.3.3将任务从主线程抛到工作线程实例分析42


3.3.4线程池46
第4章Android蓝牙助手控制点亮LED灯49


4.1蓝牙设置49


4.1.1通过USB转TTL串口模块连接蓝牙设置蓝牙参数49



4.1.2通过Arduino连接蓝牙设置蓝牙参数52


4.2LED灯基本实验55


4.3Android手机通过Arduino软串口接蓝牙点亮LED灯的设计58


4.3.1在手机上安装蓝牙串口助手58


4.3.2Arduino软串口接蓝牙点亮LED灯的电路设计59


4.3.3Arduino软串口接蓝牙点亮LED灯的程序设计60
第5章设计Android程序代替蓝牙串口助手控制LED灯62


5.1Socket介绍62


5.1.1Socket描述62


5.1.2Socket连接过程与步骤63


5.2Android设备终端与蓝牙模块（HC06）
的通信编程思路64


5.3ListVeiw与Adapter练习64


5.4蓝牙开发的基本流程实践练习67


5.4.1蓝牙权限注册67


5.4.2蓝牙搜索设计程序与步骤68


5.4.3建立蓝牙连接后读写蓝牙串口数据程序设计76


5.5拓展训练88
第6章交通灯交互设计实验90


6.1Arduino控制交通灯基本设计90


6.2将红黄绿灯亮的信号信息发送到软串口并显示92


6.3Android控制交通灯程序设计93


6.3.1控制交通灯Arduino程序的改进93


6.3.2交通灯控制Android程序设计95
第7章数码管交互设计101


7.1获取数码管引脚段值101


7.1.1数码管原理介绍101


7.1.2区分数码管极性102


7.1.3记录数码管引脚对应的段选值102


7.2Arduino驱动数码管电路设计102


7.3Arduino驱动数码管程序设计103


7.3.1Arduino驱动数码管程序编写104


7.3.2Arduino数码管驱动程序分析与编程新知识点106


7.4数码管Android交互设计108


7.4.1数码管Android交互设计界面布局108


7.4.2数码管Android交互设计类修改109


第8章温度传感器交互设计111


8.1LM35温度传感器Arduino设计111


8.2DS18B20数字温度传感器Arduino设计113


8.2.1电路设计114


8.2.2只有单总线设备库文件OneWire.h支持的驱动DS18B20程序114


8.2.3DS18B20库文件DallasTemperature.h支持的程序117


8.3温度传感器Android交互设计118


8.3.1改造温度传感器程序具有蓝牙软串口功能118


8.3.2Android界面设计120


8.3.3获取温度数据Android类设计120


8.4Arduino课外练习121
第9章电动机驱动交互设计122


9.1直流电动机及其Arduino电源放大驱动介绍122


9.1.1Arduino实验用小型直流电动机122


9.1.2直流电机驱动芯片ULN2003介绍123


9.2采用电位器调速的直流电动机Arduino驱动设计124


9.2.1Arduino驱动电路设计124


9.2.2PWM调控模拟量125


9.2.3Arduino驱动程序设计126


9.3Arduino串口控制直流电动机驱动设计127


9.3.1Arduino串口控制直流电动机转速程序设计127


9.3.2蓝牙串口的连接步骤129


9.3.3电动机逆转与H桥驱动电路129


9.4Android调速直流电动机交互设计130


9.4.1界面布局130


9.4.2BluetoothActivity类设计改进131
第10章舵机云台超声波测距避障交互设计135


10.1舵机控制实验135


10.1.1舵机及原理135


10.1.2Arduino舵机控制136


10.1.3程序中对字符串的处理和Arduino字符串处理函数介绍139


10.2超声波传感器测距设计实验140


10.2.1超声波传感器测距原理140


10.2.2Arduino连接超声波模块电路设计141


10.2.3Arduino驱动超声波模块程序设计141


10.3超声波测距与舵机转动联合设计调试143


10.4Android舵机云台超声波测距交互设计146


10.4.1舵机云台超声波测距Android界面布局146


10.4.2BluetoothActivity类设计改进（1）148


10.4.3BluetoothActivity类设计改进（2）150
第11章Android网络远程控制Arduino（无WiFi模块）152


11.1人体热释电红外传感器152


11.1.1热释电红外传感器应用与原理介绍152


11.1.2菲涅尔透镜153


11.1.3人体热释电红外传感器模块153


11.2Arduino人体红外报警系统设计155


11.2.1人体红外报警电路设计155


11.2.2人体红外报警Arduino程序设计155


11.3Java串口开发支持包RXTX及应用实例157


11.3.1Java串口开发支持包RXTX的安装157


11.3.2Communications API简介158


11.3.3Java串口通信实例161


11.3.4串口通信编程调试—PC地址端口的释放168


11.4网络通信Socket及其实例168


11.4.1网络通信简要知识168


11.4.2Socket的连接过程170


11.4.3最简单的Socket网络通信实例171


11.4.4获取IP地址修改程序的方法174


11.5红外报警网络通信交互设计——服务器端175


11.5.1服务器程序代码175


11.5.2服务器端主程序SerialPort_Runable.java分析181


11.5.3shutdownOuput()及其半关闭181


11.6红外报警网络通信交互设计——客户端182


11.6.1客户端界面布局设计（activity_main.xml）182


11.6.2客户端主程序（MainActivity.java）代码184


11.7当前远程通信控制的主要实现方法188
第12章Android网络远程控制
Arduino（WiFi模块）190


12.1ESP8266模块的使用及测试190


12.1.1TTLUSB连接ESP8266的方法190


12.1.2Esp8266模块常用AT命令193


12.1.3数据发送与接收196


12.2Arduino连接esp8266网络通信203


12.2.1Arduino连接esp8266电路图203


12.2.2Arduino连接esp8266网络通信程序设计204


12.2.3程序运行209


12.3TCP客户端Android编程211


12.3.1Android布局设计211


12.3.2TCP网络通信客户端功能程序213


12.3.3程序运行220


12.3.4课外练习题目220
参考文献223