物联网市场如今正蓬勃发展，从汽车电子、家用电器、各种可穿戴的设备，能源设备等方面，覆盖了各行各业[11]。随着移动通信、计算机和互联网等领域在全世界范围内的广泛普及，物联网这个热门行业又一次成功的引起了信息产业巨大的革命。由于物联网的推广，物联网的各种应用也随之普及起来，以至于各种传感器的产品需求猛增，这些传感器已经成为物联网设备的硬件基础。能源、机器人、移动设备、汽车电子设备、医疗设备等领域都对物联网设备提出越来越高的要求。Android由于其底层是基于Linux系统，开放性是Android很重要的一方面，因此占据了物联网设备操作系统很大的一部分。本课题研究的是直立小车及蓝牙车况采集APP的设计[1]，ARM芯片控制的直立小车能够自主在赛道上识别道路并平稳运行，通过蓝牙无线传输技术[4]，将直立小车的实时车况参数发送到Android手机端，实现数据的通信。该课题的研究，实现了一个小的人机交互系统，将为“Android+ARM”的组合在物联网市场的发展提供一定的参考价值[17]。本文阐述了直立小车及蓝牙车况采集整个系统的原理和功能，详细的介绍了相关的硬件部分包括传感器、元器件等，软件部分包括直立小车主要的控制算法和Android APP程序的设计，以及整个直立小车的调试、Android APP应用程序的调试、整个系统的调试部分。关键词蓝牙通信；直立小车；Android；系统调试
目录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
第二章 设计方案分析 3
2.1本课题研究的内容 3
2.2 直立小车硬件结构与安装 3
2.2.1 直立小车硬件总体框架 3
2.2.2 直立小车车模选择 4
2.2.3 直立小车电路板和电池安装 5
2.2.3 直立小车编码器安装 5
2.2.4 直立小车加速度计陀螺仪安装 6
2.2.5 直立小车蓝牙串口模块安装 7
2.2.6 直立小车线性CCD的安装 8
2.2.7 直立小车OLED显示屏安装 9
2.3 直立小车软件结构 10
第三章 直立小车硬件电路设计 11
3.1 直立小车主板模块 11
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3.1.1 直立小车编码器模块接口 11
3.1.2 直立小车加速度计/陀螺仪模块接口 12
3.1.3 直立小车线性CCD模块接口 12
3.1.4 直立小车辅助调试模块接口 13
3.2 直立小车电机驱动模块 14
3.3 直立小车电源模块 15
第四章 直立小车端软件设计 17
4.1 直立小车程序总框架 17
4.2 直立小车平衡控制算法 18
4.3 直立小车速度控制算法 19
4.4 直立小车方向控制算法 19
4.5 直立小车电机控制算法 21
4.6 直立小车CCD图像处理算法 21
4.7 直立小车与Android端数据通信 22
第五章 Android端APP应用软件的设计与实现 23
5.1 Android端APP程序总框架 23
5.2 APP应用软件界面设计与界面功能设计 24
5.3 APP应用软件蓝牙通信建立和数据处理 27
5.4 系统结果分析.......................................................................................................28
结 语 30
致 谢 31
参 考 文 献 32
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
随着物联网的大力发展，物联网的产业市场规模不断扩大，而且前景非常良好。根据国外的数据统计显示，2015年全球的物联网整体的产值约600亿美元，到2018年的市场规模可望达到1000亿美元以上。随着国际的物联网产业生态链的搭建，我国也对物理网的发展大力支持，2016的政府工作报告中提出了，大数据、云计算、物理网三个重要领域要在十三五期间大力发展。根据我国的数据统计，在2015年终我国的物联网市场规模达到约7500亿人名币，有机构预测未来物联网领域的市场在中国增长率高达百分之三十，物联网将是未来信息化产业的领军行业。物联网市场如今正蓬勃发展，从汽车电子、家用电器、各种可穿戴的设备，能源设备等方面，覆盖了各行各业。由于物联网的推广，物联网的各种应用也随之推广起来，以至于各种传感器的产品需求猛增，这些已经成为物联网设备的硬件基础[13]。能源、机器人、移动设备、汽车电子设备、医疗设备等领域都对物联网设备提出越来越高的要求。
随着物联网市场的拓展，物联网其中的车联网技术已经成为现在移动通信领域的研究热点。车联网技术的广泛应用实现了城市和交通网络、国家电网、互联网的全部连接，汽车将会成为人们的移动生活空间，更好的提高人们的生活质量。那么国内外物联网中车联网技术的研究状况如何呢[14]？
在国外，首先，在发达国家汽车联网技术的发展是比较快速的，美国最先在《智能交通系统战略研究计划20102014》这份计划书当中提出了“车联网”的构想。他们的目标是利用发达的无线通信技术搭建一个全国性的、相互连通交通系统，这样就构成了车辆、道路设施、乘客、司机、交通管理部门之间互相连接的交通环境，保障了交通运输的安全性、便利性、高效性。其次，在日本，日本的交通管理信息系统从各地的交通部门和警察收集道路的状况包括道路的拥挤情况、道路信息和路线、交通事故、停车空位等实时交通信息，并且通过无线通信的方式发送到每一辆可选择接受的车辆上。在欧洲，欧洲正在全面建立交通专用的无线通信网，并且以此为基础开展活动包括交通管理、道路导航、汽车电子收费等。
在国内，车联网技术正在大力发展，基础设施建设正在逐步展开。国内汽车联网技术的发展离不开汽车厂的积极参与和发展，特别是一些主要的品牌公司，包括国有企业和合资企业的发展。我们需要培育国内的用户市场，让国内的消费者能够深入明白什么是车联网，什么是物联网。在国内的品牌方面，有名的上汽公司刚开始是积极跟进发展，然后到在车联网领域上的领先，推出了Inkanet、iVoKa等品牌，将车联网的概念深入到每一个大众消费者的心中，推动了国内的物联网市场的发展。
本文所研究的直立小车及蓝牙车况采集APP设计，选取的是参与“飞思卡尔杯”大学生智能车竞赛华东赛区光电组的平衡直立小车[2]，平衡直立小车是移动机器人大家庭中的一员，具有体积小、运动灵活、可零半径转弯、环保等很多有点，两轮共轴、独立驱动、车身重心位于车轮轴上方，通过运动保持直立平衡，有着良好的运动性能，能够在复杂的环境中工作。直立小车和开放性的Android系统相结合，Android系统主要应用在移动手机、平板电脑等设备上，方便人们的使用。本课题中我们使用Android手机端通过蓝牙通信与直立小车的蓝牙发送模块连接，实时采集直立小车的车况参数，实现数据通信，搭建了一个简单的车联网系统模型，为车联网的研究提供一定的参考意义。

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