移動(dòng)物理交互原型系統(tǒng)快速開發(fā)工具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、隨著硬件、移動(dòng)平臺(tái)和無線通訊技術(shù)的快速發(fā)展，智能手機(jī)逐漸集成了多種通信技術(shù)和大量傳感器，變成了一個(gè)獨(dú)特的普適計(jì)算設(shè)備，使人們能夠通過手機(jī)與現(xiàn)實(shí)中的事物、地點(diǎn)和人等物理世界進(jìn)行交互。大量新穎有趣的移動(dòng)物理交互程序不斷涌現(xiàn)，如條碼掃描、地理位置服務(wù)、手機(jī)作為家庭設(shè)備的遠(yuǎn)程控制終端以及各種創(chuàng)新應(yīng)用程序概念。但開發(fā)這類程序一般非常的耗時(shí)，還需要跨領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù)，如移動(dòng)編程和算法、控制器編程、電子工程和交互設(shè)計(jì)等。而且，由于智能手機(jī)內(nèi)置傳感器數(shù)

2、目的限制，其感知和影響周圍環(huán)境的能力受到制約，使得結(jié)合手機(jī)的物理交互計(jì)算項(xiàng)目也受到限制，影響人們發(fā)揮想象力。
　　 為了克服這些問題，許多研究者提供了一些工具來幫助開發(fā)者，但這些工具一般專注于解決特定的問題，適用范圍較窄，功能不夠全面。所以本文提出了建立在Android移動(dòng)平臺(tái)和Arduino硬件傳感平臺(tái)基礎(chǔ)上的快速構(gòu)建移動(dòng)物理交互原型系統(tǒng)的易用型開發(fā)工具系統(tǒng)——EasyPMI(Easy Physical Mobile Inte

3、raction)。EasyPMI系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、適用范圍廣、功能全面和具有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性，不但能方便的擴(kuò)展智能手機(jī)感知和影響周圍環(huán)境的能力，還可以極大的降低用戶構(gòu)建結(jié)合軟件和硬件交互的新穎移動(dòng)物理交互項(xiàng)目的開發(fā)門檻，節(jié)省開發(fā)時(shí)間。EasyPMI利用Arduino作為實(shí)現(xiàn)感知設(shè)備的公共平臺(tái)，外圍連接各類配件，既能傳感，又可以進(jìn)行控制；而Android設(shè)備作為計(jì)算平臺(tái)。EasyPMI不僅能夠充分利用Android和Arduino平臺(tái)各自的優(yōu)勢(shì)

4、，還提供了基于事件驅(qū)動(dòng)的事件處理服務(wù)，并且創(chuàng)新性的實(shí)現(xiàn)了對(duì)多通道交互的支持，非專業(yè)用戶可以通過非常簡(jiǎn)單的設(shè)置操作，方便的把觸控GUI界面、語(yǔ)音和手勢(shì)等多通道交互整合到項(xiàng)目程序中，甚至不需要編寫任何Android程序代碼。
　　 本文首先對(duì)移動(dòng)物理交互概念及其相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)和現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，分析了相關(guān)主流的移動(dòng)平臺(tái)，并詳細(xì)研究了Android平臺(tái)，闡述了選擇Android作為移動(dòng)物理交互平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)分析了Arduino控制器傳

5、感平臺(tái)和其增強(qiáng)Android設(shè)備感知和影響周圍環(huán)境的能力。然后，在前面的分析和研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套幫助用戶快速構(gòu)建具有多通道交互的移動(dòng)物理交互原型系統(tǒng)的易用型開發(fā)工具EasyPMI，闡明了系統(tǒng)的開發(fā)要求和意義，并對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)所采用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了介紹，重點(diǎn)論述了EasyPMI的通信連接服務(wù)、事件處理服務(wù)和多通道交互框架。最后，通過讓用戶利用EasyPMI系統(tǒng)構(gòu)建兩個(gè)新穎的移動(dòng)物理交互項(xiàng)目：Android手機(jī)遠(yuǎn)程遙控Arduin