大创 | blog

pre_error=0
total_error=0
while True:
    error = setpoint - measured_value
    total_error += error*dt
    derivative = (error-pre_error)/dt
    output = kp*error+ki*total_error+kd*derivative
    pre_error = error
    wait(dt)   #dt为测量的时间间隔

一些应用：DIY飞机的控制，超声波感知地面高度。

倒立摆：想想你如何用手去支撑一个直立的东西，一个模型

闭环控制是根据控制对象输出反馈来进行校正的控制方式，它是在测量出实际与计划发生偏差时，按定额或标准来进行纠正的。

蓝牙

//这是BLE-NANO自带的测试程序
//由于arduino语言没有高亮，这里用c表示
//可以看出也是串口进行通信
byte comdata;

void setup()
 {
     Serial.begin(9600);
     Serial.println("BLE Test");
 }

void loop()
 {
     while (Serial.available() > 0)  
     {
         comdata = Serial.read();
         delay(2);
         Serial.write(comdata);
     }
 }

RSSI表示接受信号的强度，<-20

不管是集成的，还是独立的HC06蓝牙模块，都用的AT指令集，蓝牙SSP串口通信，所以直接用集成板了

蓝牙还分为主机M，从机S。进行一次主从变换后，电脑发送指令无效，变成从机被手机扫描到。

这个部分指令表基于BLE-NANO，(要大写,不能空格)，经过2021-1-20实践:

指令	效果
`AT`	+OK，这是一个测试指令
`AT+ALL`	查看所有配置信息
`AT+SCAN`	蓝牙主从模式下扫描附近从机
`AT+MAC`	查看蓝牙mac12位地址
`AT+NAME=<Param>`	配置蓝牙名字
`AT+ROLE`	查看蓝牙主从模式，0表示主机，1表示从机
`AT+ROLE=0`	将其变成主机。
`AT+AUTOCON=<Param>`	0：关闭自动连接上次的设备，1：开启
`AT+DISCON`	断开连接
`AT+AUTH=<Param>`	0：蓝牙的连接无密码，1：需要
`AT+PASS=<Param>`	设置密码
`AT+MODE=<Param>`	设置蓝牙的工作模式，0:透传（串口透传），1:驱动模式，2:iBeacon
`AT+BLEUSB=<Param>`	设置蓝牙的 USB 和蓝牙数据传输模式，3:USB串口通信和BLE透传，0:关闭
`AT+TXPOWER=<Param>`	设置蓝牙的发射功率
`AT+MINI_INTERVAL=<Param>`	设置芯片最小通信间隔，单位ms
`AT+MAX_INTERVAL=<Param>`	设置芯片最大通信间隔
`AT+SETTING=DEFAULT`	恢复出厂设置

开发说明：产品的蓝牙是透传功能，所以蓝牙编程，其实是对arduino串口进行读写操作。BLE协议规定每个蓝牙数据包的长度不能超过20byte，每一包数据发送间隔需要超过 150ms，否则容易丢包。

蓝牙模块大致结束了，接下来就是修改安卓APP实现控制了

java编译成一种特殊的class文件，然后java虚拟机充当解释器执行。Jet Brains第三方公司开发了可被java虚拟机解释的编程语言Kotlin，兼容java，更加简洁高级，于是成为了Android开发的推荐语言。

蓝牙API都在arduino.bluetooth包下，查看蓝牙开发文档

BluetoothAdapter
- 本地蓝牙适配器，是所有蓝牙交互的入口，表示蓝牙设备自身的一个蓝牙设备适配器，整个系统只有一个蓝牙适配器。通过它可以发现其它蓝牙设备，查询配对设备列表，使用已知的 Mac 地址实例化 BluetoothDevice 以及创建 BluetoothServerSocket 用来侦听来自其他设备的通信。
BluetoothDevice
- 表示远程的蓝牙设备。利用它可以通过 BluetoothSocket 请求与某个远程设备建立连接，或查询有关该设备的信息，例如设备的名称、地址、类和绑定状态等。
BluetoothSocket
- 代表一个蓝牙socket的接口（和TCP Socket类似）。这是一个连接点，它允许一个应用与其他蓝牙设备通过InputStream和OutputStream交换数据。
BluetoothServerSocket
- 代表一个开放的服务器socket，它监听接受的请求（与TCP ServerSocket类似）。为了连接两台Android设备，一个设备必须使用这个类开启一个服务器socket。当一个远程蓝牙设备开始一个和该设备的连接请求，BluetoothServerSocket将会返回一个已连接的BluetoothSocket，接受该连接。
BluetoothHealth
- 表示一个Health Device Profile代理，它控制蓝牙服务。

安卓传感器

参考地址：安卓开发者官方文档

Android 平台支持三大类传感器：

动态传感器（加速度计、重力传感器、陀螺仪和旋转矢量传感器）
环境传感器（气压计、光度计和温度计）
位置传感器（屏幕方向传感器和磁力计）

所有运动传感器都为每个 SensorEvent 返回传感器值的多维数组。

MIUI12 多次点击内核版本可进入cit测试。

加速度感应器测试
- x, y, z 三个方向，及 curAngle
- curAngle 对PID控制有用
速度感应，可以使用电机的霍尔编码器测速

闭环控制，

关于小米物联网
目的：①更好调用手机的功能②了解IOT，软硬件开发
Xiaomi Vela 是小米基于NuttX（RTOS实时操作系统）打造的物联网嵌入式软件平台，Vela在各种物联网硬件平台上提供统一的软件服务。

Xiaomi Vela对系统资源的要求远小于Linux，但是可以提供和Linux系统相近的功能和性能，可以被看作很多低端Linux系统的替代方案，切换到Xiaomi Vela以后，可以降低硬件成本，提升产品整体的性价比。

…企业开发组认证中

小米物联网开发者平台

时间线

2021.2.19

目前思路：利用手机算出倾角及误差，结合PID，通过BLE向arduino传输电机运动的pwm信息，初步平衡

遇到的问题：

获取手机的倾角的API
实际的PID算法怎么写
蓝牙通信
以安卓应用的方式接入小爱同学，语音控制输出的pwm即可

2021.8.25

$$pwm = k_p e(k) + k_i \sum e(k) + k_d[e(k)-e(k-1)]$$

$k_p$，关系到响应速度
$k_i$，静差
$k_d$，抑制震荡

arduino pwm频率 500hz，analogWrite 0~255

硬件端 基本好了

加手机重后，调整平衡
整理代码，修改代码

环境
- JDK, Android SDK, Android Studio
项目结构模式
- Android
- Project

1. 蓝牙测试

首先，使用内置的 Blink 代码测试

板子没有问题

然后，参考文章进行蓝牙模块测试
https://www.cnblogs.com/rayray/p/3157601.html

arduino rx, tx 堵住时，上传不了程序

蓝牙模块为 HC-06，测试时现在手机设置里面配对上，再打开APP

使用测试代码如下:

byte comdata;

void setup()
 {
     Serial.begin(9600);
     Serial.println("BLE Test");
 }

void loop()
 {
     while (Serial.available() > 0)  
     {
         comdata = Serial.read();
         delay(2);
         Serial.write(comdata);
     }
 }

厂商写的软件：前进为f（仅一次），后退为b，左l，右r，松开为s

2. 安卓基础

主要组件：
- Activity
- Service
- BroadcastReceiver
- ContentProvider

empty activity，HelloWorld 项目，API 21: Android 5.0，在 AVD 上运行成功

app
- build
- libs
- src
  - androidTest
  - main
    - java
    - res
    - AndroidManifest.xml
  - test
- …

3. arduino 代码分析

╯晓~

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