树莓派遇上 Java 06：总结篇

本文时间久远，部分内容可能过时，仅供参考。

之前写过 5 篇文章介绍树莓派的基本特性和对马达、舵机、摄像头的控制方法。

树莓派遇上 Java 01：总述篇
树莓派遇上 Java 02：准备篇
树莓派遇上 Java 03：马达篇
树莓派遇上 Java 04：舵机篇
树莓派遇上 Java 05：摄像头篇

这些内容只是让树莓派具有基本的硬件控制能力，遥控机器人是在基本能力之上配合网络连接和数据传输实现的。

早期没有摄像头云台

后期加装摄像头云台

最终的机器人和 Android 端控制软件

作为参考，简单介绍下实现思路。

建立连接

树莓派和 Android 手机通过 WiFi 建立网络连接。

首先，树莓派开机时自动建立 WiFi 热点，设置自身固定 IP 为 192.168.0.1，服务端软件监听任一可用端口。Android 手机连接这个 WiFi 热点，控制端软件访问树莓派 IP 的指定端口即可建立 Java 原生的Socket连接通过Stream流传输数据。

通信协议

定义双方遵循的通信协议，这个似乎不必提，毕竟客户端和服务端互相理解对方发送的指令是“遥控”的基础。

实时判断连接状态

原生Socket有一个缺陷，当连接意外断开时客户端和服务端不会收到通知，会带来一些安全性问题。

比如在命令机器人前进的过程中脱离最大控制距离，其和控制端的连接已经断开，但它既无法收到控制端的停止指令也无法意识到连接断开，只会执行接到的最后一条命令“前进”。要避免这种情况需实时判断连接状态，可通过定时发送心跳包的方式，每 5 秒发送一次，一段时间内没有收到心跳即判断连接断开，执行一些“停止”“重连”之类的指令。

功能抽象封装

即从底层的传输字节开始把功能层层封装，对外提供清晰可靠的接口，简化上层程序设计。

比如要实现机器人的“左转”方法turnLeft()，从底层开始首先封装左履带的前进和后退方法leftForward()、leftBack()以及右履带的前进和后退方法rightForward()、rightBack()。这样turnLeft()实际上只需调用leftBack()和rightForward()，不必关心下层的履带转动是如何做的。这被称为“黑箱”思想，上层看到的只是功能接口而非具体实现细节。

图片传输

机器人拍摄照片后会立即传输到 Android 手机上，为使传输的同时不影响正常收发指令，可单独开一个线程建立新Socket连接传输图片，完成后关闭连接。

视频流传输

机器人拍摄的视频使用 MJPG-Streamer 发送，Android 控制端用WebView访问指定端口接收视频流。

此外可通过控制摄像头云台转动调节视频拍摄角度，具体实现是WebView监听触控事件，手指滑动时控制云台指向对应角度，这种指哪看哪的体验是很不错的。

体感控制

即调用 Android 的加速度传感器判断手机姿态，进而控制机器人动作。

比如手机前倾控制机器人前进，手机左倾控制机器人左转，脱离显性控制器有一种人车合一的微妙感觉，挺好玩。