[XMOVE自主设计的体感方案] 历代版本系统介绍（五）X-MOVE4.0 Android子系统
编者注： X-MOVE是作者在业余时间于2010年6月份启动的以运动传感开发，算法和应用的平台，目前已经发展了三个版本，第四版的开发接近尾声。发布在博客园仅为交流技术，不存在商业目的，作者保留一切权利。
一 . 简介
在开发XMOVE的过程中，不止一人给我提出使用手机作为传感器终端的建议。在4.0中，这一愿望成为了现实。
由于未曾在手机上开发过应用，因此本次开发目标非常明确：实现一套手机软件，可以无缝的融入XMOVE框架之内，通过蓝牙或WIFI与电脑通信，从而实现多种功能。
它的名称是AssistX for PC. 这是我从著名的代码编辑辅助工具Visual AssistX的名字上的灵感。这个系统是我在安卓上的第一部作品，功能较为单一。在设计风格上遵循了3.0版本的基本思路。
AssistX For PC
中文名： Xmove -PC助手
作者：北京邮电大学 热情的沙漠
软件类型：免费
所属分类：便捷生活
本软件系统包含PC端和安卓手机端两部分。
l 安卓手机端特性：
- 系统要求：Android 1.5版本以上
- 分辨率要求：800*480（其他分辨率未作真机测试）
- 软件大小：1.1M
- 所需权限：蓝牙和Internet局域网访问权限
- 需要加速度计和磁场计支持，部分应用需陀螺仪。
l PC端特性：
- 支持windows xp ,Windows vista和Windows 7
- 需安装.NET Framework 4.0版本（安装包里已提供）
- 若需运行如“鹰击长空”的第三方PC应用时，需事先安装完毕，并将安装路径索引至软件数据库。
- 软件大小：4.5MB
- 要求PC蓝牙或WIFI功能支持。
二. 软件简介
AssistX for PC，是XMOVE系统架构中的安卓版本，用以通过手机更方便的解决人机交互问题，以手机作为控制器，在不增加成本的情况下方便人在客厅及演讲等场合进行展示，娱乐和工作。通过手势识别，动作传感器运算，以及蓝牙和WIFI的支持，用户可方便的实现手机和PC的互联，你可将手机变身为无线多点触摸板，体感控制器，甚至整个家居生活中的控制核心。该软件包含PC端和手机客户端两个部分，易用快捷，插件系统设计支持功能的无限升级。目前已支持的PC应用有：
l 无线多点触摸板
l 鹰击长空 体感控制游戏
l 使命召唤 体感控制游戏（需陀螺仪支持）
l 极品飞车 体感控制游戏（正在调试中）
系统旨在提供完善的平台，以联系PC和手机，以获得更多的可能性。由于大部分手机不支持陀螺仪，因此应用受限，但可参照作者自制的传感器节点的演示视频效果。
软件安装需求
手机端：
- 系统要求：Android 1.5版本以上
- 分辨率要求：800*480（其他分辨率未作真机测试）
- 软件大小：1.1M
- 所需权限：蓝牙和Internet局域网访问权限
- 需要加速度计和磁场计支持，部分应用需陀螺仪。
PC端：
- 支持windows xp ,Windows vista和Windows 7
- 需安装.NET Framework 4.0版本（安装包里已提供）
- 若需运行如“鹰击长空”的第三方PC应用时，需事先安装完毕，并将安装路径索引至软件数据库。
- 软件大小：4.5MB
- 要求PC蓝牙或WIFI功能支持。
三. 系统部署方法
手机端
将XMove安卓手机端.apk文件下载入手机，运行即可安装完毕。
PC端
- 将安装包解压完毕后，可看到以下文件。
- 运行BthDriverSetup.exe, 安装蓝牙驱动。
- 运行setup.exe,安装主系统程序。
- 插入蓝牙硬件适配器（若PC本身自带，则不需要），windows会自动安装其驱动。
- DotNetFX40是.NET Framework 4.0的包，若用户未安装，系统会自动将其安装到客户端本地，该库是windows和本软件新功能的基石，请保证安装。
- 错误分析：虽然本软件经过了作者的精心开发，但由于开发时间极为仓促，安装系统仅在三台PC上做过测试，因此不一定能保证能完美的运行于所有平台之上。常出现的问题如，未安装.net 4.0,解决方法可参考第五条；以及无法正常启动（双击之后无响应），这通常是由于蓝牙驱动未安装成功或不包含蓝牙硬件造成的。如出现这种情况，请再尝试第四步，或联系本作者。
- 若正常安装，则在用户桌面上出现如下图标：
双击即可启动。
四. 界面介绍和简要功能说明
手机端
- 开启界面
当用户打开程序时，软件每次都会显示欢迎界面，如左图所示，持续两秒钟后，将自动进入主菜单。
2. 主界面
主界面以尽可能简洁为主，包含两大部分：通信控制和所需程序，在通信方法选择中，你可以选择蓝牙（请赋予本程序蓝牙权限）和WIFI（需打开WIFI开关并连入局域网） 点击“连接“按钮后，系统将会自动尝试与PC建立连接，当连接完毕后，你即可选择你想要的应用。
3.配置界面
当用户使用WIFI进行连接时，需要知道PC机的IP地址和端口，IP地址可通过PC服务器端获得，具体可参考后续章节，端口用户可自行设置，但不能过于简单（否则可能与系统或其他软件端口发生冲突。点击保存后，即可保存设置。
4. 应用界面
下面展示了主要的应用界面，当用户成功建立连接后，即可通过主界面的应用选择器选择所需功能。详细可参考后续章节，此处不进行详述。
|
|
PC端界面
上图是PC端的操作界面，可以非常清晰的看到，整个界面包含三个主要部分，从左到右依次为：节点管理器，通信管理器，和应用程序管理器。
通信管理器中，用户可通过下拉菜单选择不同的通信方法，选择后点击“切换模式”按钮，系统会自动搜索可用的地址或端口配置，对于串口而言，它会返回系统可用串口列表，对于蓝牙而言，可自动搜索当前环境中可用的蓝牙设备；对于WIFI通信而言，它会自动返回当前可用IP地址。点击开启即可建立通信。
应用程序管理器可方便用户实现不同的功能，下拉列表中选择所需的功能后，单击确定即可切换到想要的工作模式，需注意，PC端的模式需与手机端的模式相同，才可正常的建立应用（除调试类程序：如节点查看器）。
用户可以像搭积木一样，很容易的配置三个管理器，建立不同节点（该应用默认为手机）；不同通信方法，如蓝牙，WIFI，USB,串口等（该应用仅使用了蓝牙和WIFI）， 和不同的应用程序（本应用暂时包含了安卓触摸板，鹰击长空和模式识别管理器）等。
整个界面使用简单，当用户配置完成后，可单击屏幕右下角的“开始”按钮，即可连接起三个部分，程序正常工作。
五.详细操作流程
首战：建立连接
- 开启手机应用程序，选择不同的通信方法，若是蓝牙，需要配置给程序以蓝牙使用权限，若是WIFI，则需要可用的无线局域网。此处更推荐蓝牙，因为蓝牙的传输平稳，而WIFI是基于碰撞检测的，发送数据包不平稳，会导致包延迟和突发数据，对实时性应用不佳。
- 开启PC端用户程序，在通信管理器中，选择与手机端匹配的通信方法。
(1) 使用蓝牙时： 点击通信管理器的“模式切换”按钮，系统会在20s之内搜索可用蓝牙设备，您的手机应该会被检索到。
(2) 使用WIFI时，同样点击“模式切换”，可返回系统当前IP，您通常可选择第一项，并输入五位数的端口号。
- 手机端点击“连接”
- PC端在通信管理器中，单击“开启”
- 配置PC端“应用程序管理器”。
- 系统应正常建立了连接。在手机端会以toast方式显示“连接成功”，在PC端会显示“连接已建立”。
- 选择手机应用，并与PC端应用匹配，如手机端选择Touchpad, PC端应对应选择“安卓触摸板”。点击PC端右下角的开始按钮，打通全部逻辑信道，开始您的兴奋旅程！
- 当希望关闭系统时，分别点击手机端和PC端的断开连接，即可关闭应用。
Enjoy 应用
下面介绍比较成熟的典型应用：
l 多点触摸板
如下图，多点触摸板可用于在客厅和演讲场合中，不方便操作PC键盘和鼠标时使用。使用方法非常简单，单手指可实现鼠标移动，双指上下滑动可实现滚轮操作，三指可实现右键操作。
同时，系统还支持空中手势识别，用户可通过在PC端的配置后，实现快捷功能：用户可用手指按下触摸板正前方的touch to move 按钮，在空中做动作，做完后松开，即可识别出用户动作，例如，用户在空中手写字母p, PC端的画图功能就可展开。这种功能可方便的应对快速执行某些功能的场合。
l 鹰击长空 体感游戏
如下图，鹰击长空是一款高拟真，高性能的3D空战游戏，具有世界级的画面和游戏效果，本系统实现将手机作为体感控制器来操作飞机进行战斗，用户体验极佳。
用户进入游戏后，先在PC端配置游戏选单，进入游戏关卡，即可进行游戏。通过倾斜手机，可控制飞机的俯仰和侧翻，通过绕着Z轴旋转，可实现手机的偏航。
有四个主要功能键：导弹，锁定目标，红外干扰弹发射，武器切换
一个手控油门系统：可实现飞机加速和减速。这在空中格斗时特别有用。
l 节点性能监视器
节点性能监视器是一个可查看当前节点详细信息的应用，可通过实时数据反馈得到当前节点（此应用指手机）的准确的三轴加速度，三轴角速度和三轴磁场计，以及电量信息，同时实时显示当前通信效率，后期还会加入手机位置的地图显示。这对于了解手机状态和位置很有帮助。
l 模式识别管理器
该应用可以管理用户建立的模式识别资料库，用户可在两个模式下进行，即训练模式和识别模式。训练模式用户可自主建立资料库，通过训练获得新的动作定义，在识别模式可检测系统识别准确度。这项应用的主要用途在于对“安卓触摸板”动作的学习和训练。
五. 已知的BUG
由于开发时间非常紧张，同时要开发PC端和手机端系统，涉及多种核心技术，因此很多细节并未特别完善，以下列出测试中已知的BUG，供后续版本解决：
- 用户在使用WIFI模式时，传输不平稳，会导致较严重的包延迟和突发包，这在“安卓触摸板”应用中表现得尤为明显。可能是WIFI本身的设计所致，解决余地不大，因此请在实时性要求高的应用下，尽可能使用蓝牙。
- 当切换入蓝牙模式时，若用户未提供给程序蓝牙权限，点击连接时程序会崩溃，可以解决。
- 配置完毕的IP和端口不能保存，已找到解决方法。
- 当用户选择断开连接后，若再次连接可能会出现程序崩溃，建议的做法是正常退出手机程序，重新进入再建立连接。正在解决中。
- 触摸板应用中，鼠标指针可能会发生瞬移。正在解决中。
- 很多手机并不支持陀螺仪，因此在进入“使命召唤”应用时，程序会检测到无陀螺仪支持，而无法进入（很难解决）
六. 总结
这是我在手机上的第一个应用，没有发布，赢得了校内安卓开发大赛特等奖（拜于XMOVE的大背景所赐）。
开发安卓应用要比开发单片机简单太多了，有大量的类库，代码提示，可视化界面和调试工具，无所不能，让我有种无比幸福的感觉。
目前移动互联网如此火爆，完全可以考虑把整个XMOVE移植到手机上，监测人体运动，并分析，存储和识别动作。这可以完虐kinect。如果顺利，我将在2012年暑假完成这项工作。
上位机的开发是基于WinForm的，原本考虑WPF，但学习时间实在跟不少了。拜于MVC的思想所赐，逻辑的清晰分离让这个软件的核心成为XFrmWork的雏形。
以下是完整的应用下载
作者：热情的沙漠
出处：http://www.cnblogs.com/buptzym/
本文版权归作者和博客园共有，欢迎转载，但未经作者同意必须保留此段声明，且在文章页面明显位置给出原文连接，否则保留追究法律责任的权利。
