Google 新物联网平台初体验—Android(安卓)Things
一、你应该了解的 Android Things 的知识
1. Andorid Things 是神马?
Google 物联网操作系统 Android Things,它可以运行在有线扬声器、智能温控器、安全摄像头、路由器等设备上,Google 的理念是通过 Android Things 让 Android 开发者与公司能够以他们过去的开发方式继续开发物联网硬件设备。结合 Google 为物联网推出的通讯协议 Weave,Android Things 将会在 Google 的物联网战略中发挥重要作用。
2. Andorid 和 Android Things 是啥关系?
在深入了解它的开发之前,你应该了解如下几点:
是 Google 为 Google Brillo(Google 在 2015 年宣布的一款物联网操作系统)更改名称后的新版系统;
Brillo 核心也是 Android 系统,但是它把 C++作为主要开发环境,开发和部署明显不同于常规的 Android。而 Android Things 则面向所有的 Java 开发者,使用 Android Studio 作为开发工具,开发过程和 Android 几乎相同;
支持 Google API for Android 的一个子集(如:Firebase,Admob 和 Maps 等),要求用户输入或者证书认证的 API 对于应用不可用;
开机启动自动运行你开发的 App,不存在系统的 App,系统应用标准套件(如:Calendar,Contacts,Settings 等)和 Content Provider,开发过程中应该避免使用这些 Intent 和 Content Provider;
继承了核心的 Andorid 框架,并由 Things Support Library 提供了额外的 API,这些 API 允许应用集成在手机上没有的新硬件;
使用 Android 相同的 UI toolkit,支持图形用户界面。开发的应用占据了全部显示区域,没有系统栏和导航按钮,所以不支持 Notification。但是它也不强制要求显示设备,没有显示时 Activity 仍然是主要的 App 组件,输入事件分发 Acitivity;
不支持在运行时请求权限,因为嵌入式设备不能保证有 UI 来显示运行时对话框,你需要在清单文件中声明权限,在安装的时候被授予。
二、树莓派 3 上手就是这么简单
1. 咱们一起来唠唠树莓派吧
官方推荐的开发板有 Intel Edison、NXP Pico i.MX6UL 和 Raspberry Pi 3(树莓派 3)。树莓派是世界上最流行的单板计算机,3 Model B 是最新的版本。它提供了如下配置:
一个双核 64 位 ARM Cortext-A53 1.2GHz CPU(512M 的内存,在背面);
400 MHz GPU;
电源接口;
HDMI 和 DSI 视频接口;
音频接口;
有线、无线网络和蓝牙 4.1 模块;
4 个 USB 2.0 接口;
40-针 GPIO 连接器用于连接外设;
SD 卡存储(在侧边);
2. 手把手教你安装你自己的 Android Things
准备你的硬件设备,如:1-树莓派 3 开发板,2-电源线,3-HDMI 转接线(连接显示器),4-SD 卡等和 5-网线;
在你的电脑上插入 8G 或者更大的 SD 卡;
下载你的开发板(以树莓派 3 为例)对应的系统镜像(https://developer.android.com/things/preview/download.html),并解压 img 文件;
下载你使用的操作系统对应的(以 Windows7 为例)Win32DiskImager,并安装(https://sourceforge.net/projects/win32diskp_w_picpathr/);
以管理员用户启动 Win32DiskImager,选择解压的 ImageFile,选择插入的 SD 卡磁盘,点击 Write 等待写入完毕;
注意:千万小心!!如果选择的磁盘不是 SD 卡,会损坏该磁盘中的数据;
将你的 SD 卡插入到开发板中,连接开发板的 1-电源、2-HDMI 转接线和 3-网线;
打开电源,显示器就会输出相关启动信息,启动成功后显示如下;
使用 adb tools 通过 ip(通过路由器可查看)连接开发板安装的 Androoid Things 系统(显示 Wi-Fi 和网络连接 ip);
三、来跑一个 Demo 耍耍
这里我们以官方提供的 sample-simplepio 项目的 blink 模块为例,这样给大家演示一下如何使用 Android Studio 和树莓派 3 开发板,进行 Android Things 项目的开发;
1. 克隆代码
2. 导入工程
Open an existing Android Studio Project->选择 sample-simplepio 项目->OK->按照默认引导导入项目;
3. 工程目录
sample-simplepio 项目运行基本的代码练习 PIO API, 项目包含 3 个模块,每个例子是一个可以独立运行的 Android 模块。这里我们仅仅使用 blink 模块跟大家演示和介绍:
4. 硬件准备
在搭建电路之前,我们列举一下需要的硬件设备:
树莓派 3 开发板 1 块 LED 灯 1 个 电阻 1 个 面包板 1 块
5. 电路搭建
根据下面的电路设计图,使用相关的元器件搭建电路如下(注意正极连接 BCM6 引脚,负极连接 Ground 引脚 ):
6.连接系统
连接好树莓派开发板,启动 Android Things 系统,并在开发电脑中使用 adb connect 命令连接到开发板(这样你就可以在构建运行的时候选择树莓派开发板进行安装了 );
7. 项目概述
该项目实现了使用 SeekBar UI 控件来控制电路中 LED 等闪烁频率的功能,主要使用了 GPIO API 进行如下处理:
使用 PeripheralManagerService 来打开一个连接到 GPIO 端口的 LED 连接; 使用 DIRECTION_OUT_INITIALLY_LOW 配置端口; 给 setValue()方法传递 getValue()相反的值来改变 LED 的状态; 使用 Handler 来执行触发 GPIO 的事件,在一段时间后再次触发; 当应用程序不在需要 GPIO 连接的时候,关闭 Gpio 资源;
原有官方的 Demo 上我进行相关的修改,使用一个 SeekBar 来控制 LED 等的闪烁频率;
sample-simplepio\blink\build.gradle:
sample-simplepio\blink\src\main\AndroidManifest.xml:
BlinkActivity.java:实现 SeekbarUI 控制界面,并且向 Gpio 接口引脚发送指定频率的信号;
public class BlinkActivity extends Activity { private static final String TAG = BlinkActivity.class.getSimpleName(); //LED 闪烁时间间隔,单位毫秒 private int interval_between_blinks_ms = 1000; //控制 LED 灯闪烁频率控件 private SeekBar mSeekbar; //当前 LED 等闪烁频率 private TextView mSeekbarValue; private Handler mHandler = new Handler(); //Gpio 接口对象 private Gpio mLedGpio; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); Log.i(TAG, "Starting BlinkActivity"); setContentView(R.layout.blink_activity); mSeekbarValue = (TextView) findViewById(R.id.seekBar_value); mSeekbar = (SeekBar) findViewById(R.id.seekBar); mSeekbar.setProgress(interval_between_blinks_ms); mSeekbar.setOnSeekBarChangeListener(new SeekBar.OnSeekBarChangeListener() { @Override public void onProgressChanged(SeekBar seekBar, int i, boolean b) { mSeekbarValue.setText("LED between time:" + i + "ms"); //通过 SeekBar 控件改变 LED 等闪烁频率 interval_between_blinks_ms = i; } @Override public void onStartTrackingTouch(SeekBar seekBar) { } @Override public void onStopTrackingTouch(SeekBar seekBar) { } }); // 使用指定引脚名称,PeripheralManagerService 来打开一个连接到 GPIO 端口的 LED 连接 PeripheralManagerService service = new PeripheralManagerService(); try { String pinName = BoardDefaults.getGPIOForLED(); mLedGpio = service.openGpio(pinName); //设置引脚为输出信号 mLedGpio.setDirection(Gpio.DIRECTION_OUT_INITIALLY_LOW); Log.i(TAG, "Start blinking LED GPIO pin"); //Post 一个 Runnable 对象,在指定的时间间隔持续的改变 GPIO 接口的状态,使得 LED 等闪烁 mHandler.post(mBlinkRunnable); } catch (IOException e) { Log.e(TAG, "Error on PeripheralIO API", e); } } @Override protected void onDestroy() { super.onDestroy(); //从 Handler 中移除 blink Runnable 对象 mHandler.removeCallbacks(mBlinkRunnable); Log.i(TAG, "Closing LED GPIO pin"); try { //页面销毁,当应用程序不在需要 GPIO 连接的时候,关闭 Gpio 资源 mLedGpio.close(); } catch (IOException e) { Log.e(TAG, "Error on PeripheralIO API", e); } finally { mLedGpio = null; } } private Runnable mBlinkRunnable = new Runnable() { @Override public void run() { // 如果 GPIO 引脚已经关闭,则退出 Runnable if (mLedGpio == null) { return; } try { //使用 setValue()方法传递 getValue()相反的值来改变 LED 的状态; mLedGpio.setValue(!mLedGpio.getValue()); Log.d(TAG, "State set to " + mLedGpio.getValue()); mHandler.postDelayed(mBlinkRunnable, interval_between_blinks_ms); } catch (IOException e) { Log.e(TAG, "Error on PeripheralIO API", e); } } };}
blink_activity.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
8. 项目运行
选择 blink 模块,点击运行,选择树莓派(Iot_rpi3)安装程序;
注意:如果工程导入构建的过程中,提示升级 Build Tools,则按照 Android Studio 引导升级即可。Android Things 要求:
SDK Tools 为 24 或者更高版本; Android SDK 为 7.0(API 24)或者更高版本;
9. 安装成功
应用安装成功后,显示器上显示如下;
电路板运行效果,看上图。
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