Android Things 开发入门
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Android Tings 是什么
Android things（后面正文内容简称ats）是一个物联网平台，他基于Android，并作了至关多的改造以适合在一些低配置的物联网设备上运行，同时它又是安卓，由于其保留了绝大部分Android framework的功能。所以借助ats平台咱们不须要了解嵌入式（准确的说仍是须要了解一些的）相关的知识就能够开发出一系列智能硬件产品。github
Android Tings 能作什么
要说明这个问题，咱们不如从反面说明，ats不能作什么。
先看张ats的框架图：
shell
从图上能够看出，ats是在标准安卓的framework层上增长了things support library，同时为了保证嵌入式性能以及根据嵌入式设备的特色的须要，精简和修改了部分标准framework层的东西。 那么具体ats不能作什么，除了下图中的这些标准android的特性不支持外，其余都支持（gms除外，由于ats的gms框架是定制的跟标准android不通用）：
开发Android Tings的硬件条件
因为android studio 并未有提供ats的模拟器，因此咱们必需要有一个能刷ats系统的硬件（好比树莓派）才行，同时为了还须要一些传感器、电阻、电子按钮、面包板、led灯等一些列配套外设，由于iot（物联网）的开发不少时候都是对硬件的操做，有了这些外设才能更好的去实验一些demo。
下面贴出我购买的硬件全家桶套装： api
树莓派针脚说明
ats的开发不少时候都是操做硬件，因此咱们就有必要去研究，如何去操做外设设备，一个很重要的方法就是经过外设接口去操做。 看下图：
bash
何为总线
总线，总线，就是总让你陷进去微信
请原谅我不会搞笑还胡说的坏毛病。
树莓派支持的总线类型： GPIO,I2C,I2S,SPI,PWM,UART网络
关于总线我也不是专业的。以个人理解就是为了控制不一样的硬件设备，而对电信号作不一样的处理而划分的标准。这里咱们先混个脸熟，后面用的最多的是GPIO，也就是以名称BCM开通的针脚，后面咱们会经过名称去控制这个针脚上的设备。 关于总线详细的介绍，你们能够参考下这篇文章： https://blog.csdn.net/haima1998/article/details/18729929app
如何刷写ats到树莓派开发板上
关于这方面的介绍，网上仍是挺多的，我搜了一下最不缺的就是这类文章，因此这里就不作详细介绍了，简单介绍下 步骤：
- 进入android things console，建立属于本身硬件的rom，这是google的云管理平台（在这里能够建立硬件设备的rom，发布ota更新等） 地址为： https://partner.android.com/things/console/
- 这里推荐另外一种更简便的方式：使用官方提供工具的：android-things-setup-utility 下载地址： https://partner.android.com/things/console/#/tools 解压完了之后如图：
如何操做Android Things
因为物联网设配的特殊性，咱们没有像安卓同样的触摸屏和按键等外设来操做设备，因此咱们须要经过以下两种方式去链接设备。
1.经过usb转ttl设备直接链接
2.经过局域网链接（推荐方式） 先让ats设备链接到路由器，这里推荐链接显示器鼠标键盘可视化操做链接网络等操做，链接上显示器以下图：
经常使用的adb 命令
经过这些命令咱们能够更好的管理和使用ats
- 链接AndroidThings adb connect
- 断开AndroidThings adb disconnect
- 关机 adb shell reboot -p 4.卸载应用 adb shell uninstall 使用adb connect 命令链接到ats设备后就能够像开发app同样用android studio去开发部署和调试了。
Demo展现及硬件搭建-light
这是一个操做LED让其闪烁的demo， 咱们经过这个demo来介绍基本的操做硬件的方法 先看下最终效果：
硬件搭建步骤：
- 经过面包板串联一个电阻和一个LED灯并链接到面包板的正极
- 面包板的正极链接到树莓派一个GPIO总线端口
- LED另外一个针脚经过跳线链接到树莓派的GROUND针脚上 附上个人链接图：
更直观一点的参考以下官方图片：
light代码分析
public class LightActivity extends Activity {
Handler mHandler;
PeripheralManager mPeripheralManager;
Gpio mLightGpio;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_light);
mHandler = new Handler();
mPeripheralManager = PeripheralManager.getInstance();
try {
mLightGpio = mPeripheralManager.openGpio("BCM2");
mLightGpio.setDirection(Gpio.DIRECTION_OUT_INITIALLY_LOW);
mHandler.post(mBlinkRunnable);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private Runnable mBlinkRunnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
if (mLightGpio == null)
return;
mLightGpio.setValue(!mLightGpio.getValue());
mHandler.postDelayed(mBlinkRunnable, 1000);
} catch (IOException e) {
}
}
};
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
if (mLightGpio != null) {
try {
mLightGpio.close();
mLightGpio = null;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
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代码很少，就全贴上去了，下面咱们分析下代码。
mPeripheralManager=PeripheralManager.getInstance();
mLightGpio= mPeripheralManager.openGpio("BCM2");
复制代码
咱们经过PeripheralManager单例后调用openGpio方法，传入的参数为GPIO端口对应的名称，这样就拿到这个端口控制对象Gpio的一个实例mLightGpio。
mLightGpio.setDirection(Gpio.DIRECTION_OUT_INITIALLY_HIGH);
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这句话代码有两个做用：1.设置电平方向为输出方向；2设置初始电平为高电平并当即激活。 这句代码执行后，LED会变为常亮状态。 咱们还能够经过如下三行代码实现跟上面一句一样的效果：
//设置电平方向为输出方向，设置初始电平为低电平并当即激活
mLightGpio.setDirection(Gpio.DIRECTION_OUT_INITIALLY_LOW);
//设置激活状态为高电平
mLightGpio.setActiveType(Gpio.ACTIVE_HIGH)
//进行激活
mLightGpio.setValue(true);
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在mBlinkRunnable中经过 mLightGpio.setValue(!mLightGpio.getValue()) 来循环改变电平的激活状态来实现LED的闪烁，至此LED就能够blingbling的闪了。
最后看下ats项目和标准安卓有和区别 主要区别有两点:
- ats项目权限不须要用户动态受权，直接在manifest中声名便可，如访问GPIO总线端口以及下面须要讲到的注册用户驱动所须要的权限
<uses-permission android:name="com.google.android.things.permission.USE_PERIPHERAL_IO"/>
<uses-permission android:name="com.google.android.things.permission.MANAGE_INPUT_DRIVERS" />
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- ats项目部署到硬件后能够设置其意外关闭重启和开机自启动，这样能够保证物联网设备的高可用状态，不至于程序崩溃致使设备没法使用 具体步骤只须要在入口Activity加入以下intent-filter：
<intent-filter>
<action android:name="android.intent.action.MAIN"/>
<category android:name="android.intent.category.HOME"/>
<category android:name="android.intent.category.DEFAULT"/>
</intent-filter>
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用户驱动-userdriver
所谓用户驱动就是ats容许你把相应的硬件的电信号转化成系统事件，好比按钮的点按事件注册成系统的键盘按键事件，温度感应器的电信号注册成系统已存在的感应器事件，这样各个组件均可以很方便的使用标准的framework api去操做硬件了。
举个栗子
本例展示的内容是把按钮的点按事件电信号注册成键盘的key事件，这样按钮就变成一个键盘了,能够点击和长按。注册成系统事件后能够在应用程序的各个组件中进行使用了。 演示效果:
硬件安装图：
看下代码：
package com.androfarmer.button;
import android.app.Service;
import android.content.Intent;
import android.os.IBinder;
import android.util.Log;
import android.view.KeyEvent;
import com.google.android.things.pio.Gpio;
import com.google.android.things.pio.GpioCallback;
import com.google.android.things.pio.PeripheralManager;
import com.google.android.things.userdriver.UserDriverManager;
import com.google.android.things.userdriver.input.InputDriver;
import com.google.android.things.userdriver.input.InputDriverEvent;
import java.io.IOException;
public class KeyCodeDriverService extends Service {
private InputDriver mDriver;
private Gpio mButtonGpio;
private static final int KEY_CODE = KeyEvent.KEYCODE_A;
@Override
public void onCreate() {
super.onCreate();
//建立输入驱动，并设置驱动的基本信息
mDriver = new InputDriver.Builder()
.setName("Button2Keyboard")
.setSupportedKeys(new int[]{KEY_CODE})
.build();
// 经过 UserDriverManager注册上面建立的驱动
UserDriverManager manager = UserDriverManager.getInstance();
manager.registerInputDriver(mDriver);
PeripheralManager peripheralManager = PeripheralManager.getInstance();
try {
mButtonGpio = peripheralManager.openGpio("BCM21");
//设置电平方向为输入
mButtonGpio.setDirection(Gpio.DIRECTION_IN);
//设置激活类型
mButtonGpio.setActiveType(Gpio.ACTIVE_LOW);
//设置监听事件为：电平中断变化事件，Gpio.EDGE_BOTH
//意味着电平从低到高中断以及从高到低中断都会触发回调
mButtonGpio.setEdgeTriggerType(Gpio.EDGE_BOTH);
//设置电平变化的监听器
mButtonGpio.registerGpioCallback(new GpioCallback() {
@Override
public boolean onGpioEdge(Gpio gpio) {
try {
Log.d("-------------button",gpio.getValue()+"");
boolean pressed=gpio.getValue();
InputDriverEvent event = new InputDriverEvent();
event.setKeyPressed(KEY_CODE, pressed);
mDriver.emit(event);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
//返回true表明一直监听，false表明监听一次
return true;
}
});
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public void onDestroy() {
super.onDestroy();
//接触注册
UserDriverManager manager = UserDriverManager.getInstance();
manager.unregisterInputDriver(mDriver);
//关闭gpio端口
try {
mButtonGpio.close();
mButtonGpio = null;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return null;
}
}
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代码的注释写的已经很详细了，就不过多解释了。 这里简要介绍下步骤
- 经过InputDriver建立驱动基本信息对象
- 经过UserDriverManager注册驱动
- PeripheralManager处理具体外设硬件的电信号
- 经过InputDriver的emit方法将InputDriverEvent事件发射出去，这样系统各个组件就能相应这个事件了
- 别忘了再也不使用时解除注册和关闭端口
用户驱动类型
主要分为四类：
- Location 位置驱动
- Input 用户输入事件驱动
- Sensor 传感器驱动
- LoWPAN
对用户驱动的进一步说明
ats的不少场景咱们能够像开发app同样，对于作过android开发的同窗们来讲这很easy，可是用户驱动这个概念咱们可能第一次据说。ats的设计是模块化的，一个ats硬件板只会包含基础的硬件模块如：网络模块，cpu，内存等。咱们拿到这个运行ats系统的基础板后，若是要开发成具体的物联网产品，可能须要接外设传感器去实现具体功能：好比温度传感器，烟雾报警器等。
市面上传感器门类复杂，若是咱们开发时将业务逻辑与硬件传感器的操做杂糅在一块儿，很显然这样的话咱们的代码很脆弱而且不具有可移植性，换个同类别的其余型号传感器就没法使用了。所以用户驱动的出现很好的解决了这个问题，无论外设硬件同类别的型号有多少种，咱们只须要写相应的用户驱动将其注册成framework已经实现的传感器事件，这样业务逻辑只须要跟标准的framework api打交道，而不用管具体用了哪种传感器。
附上一个开源项目，这里面实现了不少市面上广泛使用的硬件的用户驱动 https://github.com/androidthings/contrib-drivers 有兴趣的同窗能够去研究下不一样类型的用户驱动是如何编写
ps：本文不少内容和案例来自于官网，更多案例请查看 https://developer.android.com/samples/?technology=iot&language=java
- 1. Android Things 开发入门
- 2. Android Things入门---（二）开发第一个Android Things程序
- 3. Android Things 入门篇
- 4. Android Things入门教程
- 5. Android开发 Android Things介绍
- 6. Android Things入门---（一）开发前的准备
- 7. 开发Android Things应用
- 8. Android开发入门
- 9. android开发入门
- 10. Android开发——Android开发入门
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