HTBLA Donaustadt. Abteilung für Elektrotechnik Ausbildungsschwerpunkt Regelungstechnik DIPLOMARBEIT. Crazy Car. Durchgeführt von:. Projektbetreuer:.

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1 Donaustadt Abteilung für Elektrotechnik Ausbildungsschwerpunkt Regelungstechnik DIPLOMARBEIT Crazy Car Durchgeführt :. Projektbetreuer:. Patrick ROHRER () Martin SCHMIDL () Wien, im Mai

2 1. Eidesstattliche Erklärung Ich erkläre an Eides statt, dass ich die vorliegende Diplomarbeit selbständig und ohne fremde Hilfe verfasst, andere als die angegebenen Quellen und Hilfsmittel nicht benutzt und die den benutzten Quellen wörtlich und inhaltlich entnommenen Stellen als solche erkenntlich gemacht habe. Wien, im Mai 2013 Patrick ROHRER ().. Martin SCHMIDL () 2

3 Inhaltsverzeichnis Nr.: Titel: : 1. Eidesstattliche Erklärung 2 2. Idee 5 3. Danksagung 5 4. Zulassung als Diplomarbeit 6 5. Anforderungen Funktionsweise User Interface Mobile Applikation Windows Applikation Programmierung Android Programmierung ios Programmierung Windows - Programmierung Requirements Functional description User Interface mobile application Windows application Programming Programming for Android Programming for ios Programming for Windows Bluetooth Entwicklung der Windows-Applikation Komponenten einer Windows-Applikation Programmablauf Programmstart Programmbetrieb Programmrealisierung Programmbeschreibung Programmfunktionen 35 3

4 Inhaltsverzeichnis Nr.: Titel: : 9. Entwicklung der Android-Applikation Komponenten einer Android-Applikation Programmablauf Programmrealisierung Entwicklung der ios-applikation Komponenten einer ios-applikation Programmablauf Programmrealisierung Fazit Verweis auf CD/DVD Projektpräsentation Abbildungsverzeichnis 4

5 2. Idee Unsere Diplomarbeit sollte mit dem bereits existierenden Projekt Crazy Car in Verbindung stehen das war uns bereits länger klar, da uns Herr Kozel bereits im 4. Jahrgang ins Team Crazy Car eingeladen hat und wir dieser Einladung gerne gefolgt sind. Im Rahmen einiger Laborübungen durften wir bereits ein eigenes RC-Modellauto zusammenbauen sowie Verbesserungsarbeiten an den bestehenden Fahrzeugen vornehmen. Des Weiteren nahmen wir, gemeinsam mit zwei anderen Schülern der HTL Donaustadt, am Crazy Car -Wettkampf an der FH Joanneum in Kapfenberg teil, bei dem wir sehr erfolgreich waren. Nach längeren Überlegungen, wie wir das Crazy Car erweitern und verbessern könnten, kam uns eines Tages die Idee einer einfachen Fernsteuerung bzw. Fernbedienung in den Sinn. Da wir beide begeisterte Smartphone-Besitzer sind (Android und Apple ios), überlegten wir uns, eine Applikation ( App ) für unsere Geräte zu entwickeln, mit denen eine Bluetooth-Kommunikation zum Crazy Car aufgebaut werden könnte und die dem Fahrzeug anschließend diverse Befehle over the air senden könnte. 3. Danksagung An dieser Stelle möchten wir uns herzlich bei unserem Projektbetreuer, Herrn Herbert Kozel, für die uns entgegengebrachte Unterstützung bedanken. Er hat es uns überhaupt erst möglich gemacht, das Projekt Crazy Car weiterzuentwickeln. Wir konnten uns in allen Belangen an unseren Projektleiter wenden, wir wurden immer kompetent betreut und bekamen immer hilfreiche Tipps und Lösungsvorschläge, wenn wir einmal nicht weiter kamen! Vielen Dank für die Unterstützung! 5

6 4. Zulassung als Diplomarbeit 6

7 5. Anforderungen 5.1 Funktionsweise Die uns entwickelten Applikationen sollten in der Lage sein, die Bluetooth-Funktion des jeweiligen Gerätes zu steuern, eine Bluetooth-Verbindung mit dem Crazy Car aufzubauen und anschließend verschiedene Steuerzeichen über die aufgebaute Bluetooth-Verbindung an das Fahrzeug zu senden. Theoretisch wäre es auch noch möglich, vom Fahrzeug eine Bestätigung des Steuerzeichen-Empfanges anzufordern, damit man sicherstellen kann, dass der Befehl erfolgreich übermittelt und ausgeführt worden ist. Applikation (Android, ios, Microsoft Windows) Crazy Car (PIC Microcontroller) Steuerung BT-Funktion Befehl senden Antwort empfangen Antwort senden Befehl empfangen Verbindung Abb. 1: grafische Darstellung der Funktionsweise 7

8 5.2 User Interface Bevor wir uns daran machten, die Applikationen selbst zu entwickeln, überlegten wir uns, wie die Anwendungen später aussehen sollten. Ein ansprechendes User-Interface war uns ebenso wichtig wie die Unterbringung aller Funktionen. Bei der Entwicklung und beim Design des User Interface musste berücksichtigt werden, dass zwei unserer Zielgeräte mit dem Finger bedient werden. Für diese Geräte muss daher die Bedienungsoberfläche anders als für die Windows-Anwendung erstellt werden Mobile Applikation Nach längeren Überlegungen, wie wir unsere Benutzeroberflächen auf den mobilen Geräten umsetzen mochten, sind wir zu dem Entschluss gekommen, dass wir die Android-Version unserer Fernsteuerung eher schlichter und einfacher halten wollten, in dem wir alle Steuerungs-Schaltflächen in einer Maske darstellen. Die ios- Anwendung sollte mit mehreren Screens und einem Hauptmenü arbeiten, dem aus die einzelnen Bereiche aufgerufen werden können. Bluetooth ein / aus Crazy Car verbinden START STOP Abb. 2: UI-Entwurf für Android-Applikation 8

9 Crazy Car 2013 Überschrift Menüpunkt auswählen: Text * Text * Text * Text * Text Text * Text * Text * Text * Text Text * Text * Text * Text * Text Bluetooth - Einstellungen Fernsteuerung Button Abb. 3: UI-Entwurf für ios (links: Hauptmenü; rechts: Detailbildschirm) Windows - Applikation Das User Interface für die Windows Applikation sollte, wie auch die Android-Version, alle Steuerelemente möglichst in einer Maske darstellen. Deshalb glich unser erster UI-Entwurf dem der Android Applikation. Im Laufe der Programmierung mussten wir aber feststellen, dass unter Windows der serielle Anschluss (COM ), über den die Bluetooth-Verbindung laufen soll, aufgrund variabler Hardwarekonfiguration Rechner zu Rechner unterschiedlich sein kann und sich unter Umständen auch ändern kann. Aus diesem Grund mussten wir unseren ersten Entwurf nochmals überarbeiten und einen Startbildschirm hinzufügen, in dem der Benutzer am Programmstart den zu verwendenden seriellen Anschluss auswählen muss. Wenn dies erfolgt ist und der Benutzer auf OK klickt, soll der Hauptbildschirm mit den Steuerungsoptionen angezeigt werden. 9

10 Bitte COM-Port auswählen: v Bluetooth ein / aus Crazy Car verbinden OK START STOP Abb. 4: UI-Entwurf Windows-Applikation (links: Startbildschirm mit COM-Auswahl; rechts: Hauptfenster mit Steuerungsoptionen) 5.3 Programmierung Da unsere Fernsteuerungs-Applikation auf drei verschiedenen Hard- & Softwareplattformen verwendbar sein sollte, mussten auch diverse Anforderungen an die Programmierung erfüllt werden. Im Grunde betreffen diese Anforderungen die unterschiedlichen Entwicklungsumgebungen, Programmiersprachen und die unterschiedliche Befehlssyntax. In diesem Kapitel möchten wir etwas näher darauf eingehen Android Programmierung Applikationen für das Google-Betriebssystem Android werden mithilfe einer der verfügbaren IDE s (integrierte Entwicklungsumgebung) in der Programmiersprache Java programmiert. Ebenso sind für die Entwicklung Grundkenntnisse im Programmieren XML-Stylesheets erforderlich Google bietet zum Einstieg in die App-Programmierung ein step-by-step -Tutorial [1] an, welches auch uns sehr weitergeholfen hat. 10

11 Für die Programmierung unserer Bluetooth-Fernsteuerung kam die IDE Eclipse [2] zur Anwendung, welche kostenlos im Internet verfügbar ist. Um in dieser Entwicklungsumgebung Android-Apps programmieren zu können, muss noch zusätzlich das ADT Plug-In [3] für Eclipse installiert werden, welches auf der Android Developer-Webseite zum Download verfügbar ist. Das Android SDK [4] (Software Development Kit), welches ebenfalls zur Programmierung benötigt wird, kann auch auf der Developer- heruntergeladen werden. Die Programmierung Android- Applikationen ist aufgrund der vielen verfügbaren IDE s mit verschiedenen Computer- Betriebssystemen möglich und kostenfrei! Weiterführende Informationen für dieses Kapitel: [1] [2] [3] [4] Abb. 5: Android-Entwicklungsumgebung Eclipse 11

12 5.3.2 ios Programmierung Für die Entwicklung Applikationen für iphone und ipad sind ebenfalls einige, teilweise kostenpflichtige, Voraussetzungen erforderlich. Um überhaupt eine App schreiben zu können, muss man einen Apple-Rechner besitzen, da die IDE Xcode [5] nur auf dem Apple-Betriebssystem Macintosh ausgeführt werden kann. Um diese Entwicklungsumgebung herunterzuladen, ist zusätzlich noch eine kostenlose Registrierung als Apple-Developer [6] erforderlich (als nicht registrierter Entwickler ist der Xcode -Download kostenpflichtig!). Um Zugriff auf die offiziellen Entwicklungsunterlagen wie z.b. SDK s, Programmieranleitungen zu erlangen, oder die Applikation auf dem eigenen ios-gerät ausführen oder testen zu können, ist zusätzlich noch das ios Developer Program [7] zum Jahrespreis $ 99,00 erforderlich. Applikationen für ios werden in der Programmiersprache Objective-C, welche dem konventionellen C ähnelt, geschrieben. Zum Erlernen dieser Programmiersprache wurden die folgenden Sachbücher verwendet: Aaron Hillegass: Objective-C Der Einstieg. Addison-Wesley, 2012 Klaus M. Rodewig, Clemens Wagner: Apps entwickeln für iphone und ipad Das Praxisbuch. Galileo Press, 1. Auflage 2012 Im Laufe der Applikationsentwicklung sollte sich noch herausstellen, dass die Bluetooth-Verbindung zwischen Crazy Car und dem ios-gerät Probleme bereiten sollte, da das ios-gerät nur zu Apple zertifizieren Bluetooth-Geräten eine Verbindung aufbauen kann. Weiterführende Informationen für dieses Kapitel: [5] https://developer.apple.com/technologies/tools/ [6] https://developer.apple.com/ [7] https://developer.apple.com/programs/ios/ 12

13 Abb. 6: ios-entwicklungsumgebung Xcode 13

14 5.3.3 Windows Programmierung Bei der Erstellung der Windows-Applikation hatten wir in punkto Programmiersprache freie Auswahl, da man für Windows-Programme verschiedene Sprachen (C++, C#, Visual Basic, ) verwenden kann. Nach kurzer Überlegung, welche Sprache für die Anwendung verwendet werden sollte, fiel unsere Wahl auf Visual Basic.NET [8], da wir beide bereits Erfahrungen mit dieser Programmiersprache machen durften (zum Beispiel im Informatik-Unterricht im 1. Jahrgang an der HTL Donaustadt). Als Entwicklungsumgebung (IDE) wurde die Software Visual Basic 2010 Express [9] beziehungsweise deren Nachfolgersoftware Visual Studio 2012 für Windows Desktop, welche jedoch nur unter Windows 8 ausgeführt werden kann, aus der Visual Studio Express - Serie verwendet. Der Download dieser Entwicklungsumgebungen kann kostenlos über die Microsoft-Developer-Network abgewickelt werden. Die heruntergeladenen Anwendungen laufen nach der Installation als Testversion. Die Aktivierung der Produkte ist nach einem bestimmten Testzeitraum notwendig, ist jedoch kostenfrei über die Microsoft-Homepage möglich. Auch die offiziellen SDK s, Dokumentationen und Codebeispiele, welche für den Einstieg in diese Programmiersprache unter Umständen notwendig sind, werden Microsoft kostenlos auf deren Developer-Network [10] zur Verfügung gestellt. Weiterführende Informationen für dieses Kapitel: [8] [9] [10] 14

15 Abb. 7: Windows-Entwicklungsumgebung Visual Basic 2010 Express Abb. 8: Windows-Entwicklungsumgebung Visual Studio 2012 für Windows Desktop 15

16 6. Requirements 6.1 Functional description The developed applications should be able to control the Bluetooth functionality of the device, they should be able to establish a Bluetooth connection to our Crazy Car and to send controlling commands to the vehicle afterwards. It would also be possible to receive a confirmation message from the device. When the application receives this confirmation, it knows that the command was successfully transmitted and executed. Application (Android, ios, Microsoft Windows) Crazy Car (PIC microcontroller) control Bluetooth functionality send command receive answer send answer receive command Connection Abb. 9: Visualization of the functional description 16

17 6.2 User Interface Before we started programming and developing the applications, we asked ourselfes how the applications should look like after their comletition. A well-designed user interface was as important for us as the correct function and the implementation of all functions. The different applications are running on different operating systems and the user is operating with different ways of sending input to the application (for example: Android and ios applications are controlled by the users fingers, Windows Applications are controlled by a mouse and/or a keyboard). We had to made the UI s simple to use on all these device families Mobile application We decided to design our user interfaces different on our two mobile devices. Our android application should offer all controlling options on one single page. The application for Apple s ios should work with more than one page (every function group should get its own page). This pages should be accessible through a central main menu. Bluetooth on / off Connect to Crazy Car START STOP Abb. 10: Draft for Android-UI 17

18 Crazy Car 2013 Headline Please select: text * text * text * text * text text * text * text * text * text text * text * text * text * text Bluetooth Settings Remote Control Button Abb. 11: Draft for ios-ui (left: Main Menu; right: Detail screen) Windows application Our application for Microsoft Windows should look like the Android version. That means that all control elements should be placed on one single screen without the need of using any menus. So our first draft of the Windows UI exactly looked like the Android user interface (as shown in Abb. 10 on the previous page). But while programming the application we noticed that the user has to select which serial port (COM ) should be used for the Bluetooth connection. This serial port number is not constant because of different hardware configurations. So we had to change our first draft to let the user choose the correct serial port after launching the application. This was realized with a simple start screen, where the user can select the correct port number. After clicking the OK -button, the application should remember the port number for the serial communication and show the main screen with all control functionalities. 18

19 Please select serial port: v Bluetooth on / off Connect to Crazy Car OK START STOP Abb.12: Draft for Windows-UI (left: start screen with port selection; right: main window with controls) 6.3 Programming Our remote control application should work on three different hard- and software platforms. So we had to fulfil different requirements in programing these applications. The requirements are the different development environments, the different programming languages and the different command syntax. This chapter will explain these requirements in detail Programming for Android Applications for the Google-OS Android are developed with one of the available IDE s (integrated development environment). The official programming language for Android applications is Java. It is also necessary to have basic skills in programming XML-stylesheets. Google is offering a step-by-step tutorial [11] to get familiar with programming applications for Android. This tutorial helped us a lot during our work. 19

20 Our remote control application was programmed with the IDE Eclipse [12]. This development environment is available for free on its official website. To program apps for Android in Eclipse, it is necessary to install the ADT Plug-In [13] for Eclipse, which can be downloaded from the Android developer homepage. The Android SDK [14] (Software Development Kit) is also available on this homepage. The development of Android applications is free and the available IDE s are compatible and executable on different operating systems. Additional information for this chapter: [11] [12] [13] [14] Abb. 13: Software development environment Eclipse for Android applications. 20

21 6.3.2 Programming for ios To program applications for iphone or ipad we also had to fulfil some requirements. Some of these requirements are not free, that means that we had to pay for them. To start developing an application for Apple s ios, you will need an Apple computer, because the IDE Xcode [15] is only available on Apple s operating system Macintosh. To download this application it is necessary to register as Apple-Developer [16] (this registration is free of charge!). To get access to the official development utilities like SDK s or programming tips or manuals, or to test and debug your application on your own iphone or ipad, you need to subscribe as a ios-developer by buying the ios Developer Program [17] for $ 99,00 a year. Applications for ios are programmed using Objective-C which is similar to the conventional C-Language. To get familiar with this programming language, we used the following books: Aaron Hillegass: Objective-C Der Einstieg. Addison-Wesley, 2012 Klaus M. Rodewig, Clemens Wagner: Apps entwickeln für iphone und ipad Das Praxisbuch. Galileo Press, 1. Auflage 2012 While programming our application we noticed, that the Bluetooth connection between our Crazy Car and the ios device did not work properly. The problem is that the ios device can only connect to Bluetooth-devices which are tested and certified by Apple. Additional information for this chapter: [15] https://developer.apple.com/technologies/tools/ [16] https://developer.apple.com/ [17] https://developer.apple.com/programs/ios/ 21

22 Abb. 14: Software development environment Xcode for ios applications. 22

23 6.3.3 Programming for Windows Applications for Microsoft Windows can be developed using different programming languages (C++, C#, Visual Basic, ). We have chosen Visual Basic.NET [18], because we both already had basic knowledge of this language because of the computer science lessons at HTL Donaustadt. The development environment we used was Visual Basic 2010 Express [19] and the new version Visual Studio 2012 for Windows Desktop, which is only available for the new OS Windows 8. Both IDE s are available for free on the official Microsoft Windows developer homepage. Both applications are working for a certain time as a Evaluation Version. After this period of time you will need to activate the application by signing in with your Microsoft ID. Both registration and activation are free of charge. The official SDK s for Visual Basic, a complete documentation, and code samples are available for free and can be downloaded using the official Microsoft-Developer-Network homepage [20]. Additional information for this chapter: [18] [19] [20] 23

24 Abb. 15: Software Development Environment Visual Basic 2010 Express Abb. 16: Software Development Environment Visual Studio 2012 for Windows Desktop 24

25 7. Bluetooth Die drahtlose Bluetooth-Verbindung ermöglicht es, Daten zwischen zwei Geräten über kurze Distanzen zu übertragen. Die Bluetooth-Verbindung funktioniert prinzipiell genau wie eine serielle Datenverbindung, bei der die einzelnen Nachrichtenteile nacheinander gesendet werden. Da Bluetooth wie gesagt eine drahtlose RS232-Verbindung ist, haben wir für unsere ersten Windows-Applikationen auch ein Nullmodem-Kabel verwendet, um zwei Computer über die serielle Schnittstelle miteinander zu verbinden. Bluetooth ist heute eine weit verbreitete Kommunikationstechnologie und wird zum Beispiel in nahezu allen heute produzierten Mobiltelefonen und Smartphones verwendet. Viele Zubehörprodukte für den Computer oder das Handy werden ebenfalls über Bluetooth verbunden (z.b. Funktastaturen, Bluetooth-Freisprecheinrichtungen, ). Bluetooth-Verbindungen sind in der Regel auch mit einem Code geschützt, sodass kein fremdes Gerät Zugriff auf die bestehende Verbindung erlangen kann. Bluetooth ist heute zwar noch immer das Paradebeispiel drahtloser Kommunikation über kurze Entfernungen, jedoch gibt es heute auch schon andere Wege der Drahtloskommunikation wie zum Beispiel NFC, welches in den nächsten Monaten und Jahren Bluetooth langsam ins Abseits drängen wird Abb. 17: Bluetooth-Logo (Quelle: wikipedia.org; Bluetooth SIG, Inc.) 25

26 8. Entwicklung der Windows - Applikation Da uns die Windows-Programmiersprache Visual Basic, in der wir unsere Applikation entwickeln wollten, bereits teilweise bekannt war, entschieden wir uns, mit der Programmierung des Windows-Programmes zu beginnen. Wir starteten in Microsoft Visual Basic 20xx Express mit einem leeren Windows-Forms Projekt und bauten uns aus dieser Standardvorlage unsere eigene Applikation auf. 8.1 Komponenten einer Windows Applikation Abb. 18: Bestandteile einer Standard Windows-Applikation Eine neu angelegte Projektdatei in der Entwicklungsumgebung Visual Studio Express enthält beim Start einige essentielle Dateien, deren Funktion wir in diesem Kapitel vorstellen möchten: My Project In dieser Maske kann das gesamte Visual Basic Projekt verwaltet werden. Man kann dort zum Beispiel die Bezeichnung festlegen, die die Datei später in Windows tragen soll oder programmbezogene Daten wie zum Beispiel die aktuelle Versionsnummer festlegen. Da alle in Visual Basic.NET programmierte Programme das Framework.NET Framework, welches kostenlos bei Microsoft heruntergeladen werden kann, benötigen, kann man in My Project beispielsweise auch die Mindestversion dieses Frameworks eingeben und so die Applikation (so sie keine Funktionen verwendet, die ein neueres Framework benötigen) auch auf älteren Betriebssystemen ausführen, welche die aktuellen Frameworks nicht mehr unterstützen. 26

27 App.config Diese Datei enthält nur wenige Zeilen, die nochmals die Mindestversion des.net Frameworks und die verwendete Zeichenkodierung angeben. *.form - Dateien In den *.form Dateien wird die Darstellung des späteren Fensters gespeichert. Wenn man auf diese Datei im Projektverzeichnis klickt, öffnet sich der Designer, welcher die Gestaltung der Benutzeroberfläche erlaubt. Mithilfe des Werkzeugkastens kann man dann einfach Steuerelemente mit der Maus hinzufügen und ausrichten. Abb. 19: links: Windows Forms - Designer ; rechts: Werkzeugkasten mit verfügbaren Elementen Im Werkzeugkasten ist auch ein Element mit dem Namen SerialPort vorhanden, welches die Ansteuerung eines seriellen Anschlusses des Computers ermöglicht. Dieses Element wurde für die Übertragung der Befehle sowie für das Empfangen Informationen verwendet! 27

28 8.2 Programmablauf Programmstart START Auswahl COM-Port durch Benutzer Port existiert? N J Port konfigurieren und öffnen Hauptfenster starten Abb. 20: Programmablauf beim Start 28

29 Wie bereits in den Anforderungen beschrieben, muss der Benutzer zu Programmstart den seriellen COM-Port auswählen, über den die Bluetooth- Verbindung des Computers laufen soll. Im Normalfall wird der vom Bluetooth-Modul reservierte serielle Anschluss im Geräte Manager des Systems gelistet. Dieser Anschluss ist in der Portauswahl-Maske einzutragen, ansonsten ist die Anwendung später nicht in der Lage, Daten über Bluetooth zu senden oder zu empfangen. Nachdem der Benutzer den Anschluss ausgewählt hat, muss zuerst überprüft werden, ob dieser Anschluss überhaupt verfügbar ist (d.h. im konkreten Fall, ob dort ein Gerät angeschlossen ist). In unserem ersten Entwurf der Applikation haben wir den Benutzer die freie Auswahl über den auszuwählenden Anschluss gegeben, indem er einfach eine Zahl zwischen 1 und 255 (für COM1 bis COM255) über die Tastatur eingeben konnte. Mit dieser Methode musste im Anschluss jedoch noch überprüft werden, ob es den Anschluss auch gibt. Nach kurzer Recherche in den Entwicklungsunterlagen und foren Microsoft sind wir dann auf eine andere, viel praktischere Lösung gestoßen: Bevor das Programm überhaupt die Auswahlmaske anzeigt, haben wir mit einer kurzen Routine einfach alle im System aktiven seriellen Anschlüsse ermittelt und nur noch diese angezeigt. Somit musste der Benutzer nur noch aus einer Hand voll Anschlüssen den passenden auswählen und die Überprüfung, ob der gewählte Anschluss existierte, wurde überflüssig. Abb. 21: Auswahl des seriellen Kommunikationsanschlusses (links: manuell, nachfolgende Prüfung notwendig; rechts: automatisch, nur verfügbare Ports werden gelistet!) 29

30 8.2.2 Programmbetrieb START neue Daten empfangen? J N Empfangsprozedur J Daten zu senden? N Sendeprozedur Abb. 22: Programmablauf nach dem Start & der Initialisierung 30

31 Abb. 22 veranschaulicht den theoretischen Programmablauf die tatsächliche Programmierung in Visual Basic.NET funktioniert jedoch etwas anders: Im Gegensatz zu einem Microcontroller, der sich immer in seinem Runloop (Endlosschleife) befindet, und den man auch selbst programmieren muss, kümmert sich Visual Basic.NET automatisch um diese Endlosausführung. Im Gegensatz zu einer Microcontroller-Programmierung ist es in Visual Basic auch nicht notwendig, immer abzufragen, ob der serielle Port gerade neue Daten empfangen hat oder der Benutzer gerade Daten senden will. Sobald Daten im Eingangspuffer des SerialPort-Objektes eintreffen, wird dies Visual Basic.NET automatisch erkannt. Es wird im Anschluss immer eine ganz bestimmte Methode des SerialPort-Objektes aufgerufen. Wenn man diese Methode implementiert, so kann man immer auf neu eintreffende Befehle reagieren, ohne immer selbst aktiv nachfragen zu müssen. Hier ein Beispiel: Private Sub Empfang( ) Handles SerialPort.DataReceived Msgbox( Juhu, wir haben Daten empfangen! ) End Sub Jedes SerialPort-Objekt in Visual Basic.NET verfügt über die obenstehende Methode. Wie man gut erkennen kann, wird diese Methode ausgeführt, wenn Daten am SerialPort ankommen ( Handles SerialPort.DataReceived ). Wird diese Methode nun vom Benutzer überschrieben, so wird der vom Benutzer eingegebene Code jedes Mal ausgeführt, wenn neue Daten eintreffen. In unserem Fall würde immer, wenn neue Daten einlangen, folgendes passieren: 31

32 Im Normalfall wird es aber nicht reichen, immer nur diesen Hinweis zu erhalten, denn schließlich wollen wir nicht nur wissen, dass etwas Neues eingetroffen ist, sondern auch was eingetroffen ist. Auch dafür bietet der SerialPort die passende Funktion an. Wenn wir den Text für die Anzeige der Messagebox Msgbox( Juhu, wir haben Daten empfangen! ) durch Msgbox(SerialPort.ReadExisting()) ersetzen, bekommen wir anstelle unseres Juhu, -Textes alle Zeichen, die sich gerade im Eingangspuffer des seriellen Anschlusses befinden. Mit einer einfachen if - Abfrage könnte man nun bereits eine Selektion der eintreffenden Werte vornehmen. Private Sub Empfang( ) Handles SerialPort.DataReceived Dim Empfang As String = SerialPort.ReadExisting() If Empfang = STOP Then Msgbox( Crazy Car gestoppt! ) ElseIf Empfang = START Then Msgbox( Crazy Car gestartet! ) Else Msgbox( Kommando unbekannt! ) End If End Sub Mithilfe dieses Codes könnte man bereits erkennen, welcher Text empfangen wurde. Wurde STOP empfangen, so wird ein Hinweis mit dem Text Crazy Car gestoppt! ausgegeben, wurde START ausgegeben, so wird ein Hinweis mit dem Text Crazy Car gestartet! ausgegeben. Wenn weder START noch STOP empfangen wurden, wird in diesem einfachen Programmbeispiel eine Messagebox mit einer Fehlermeldung ausgegeben! 32

33 Der Empfang Daten ist somit fertiggestellt. Nun müssen für die korrekte Funktion der Software nur noch Daten gesendet werden können. Wie bereits in unserem Entwurf für das User Interface erwähnt, haben wir geplant, die Steuerung mithilfe Buttons (Schaltflächen) zu realisieren. Wenn der Benutzer auf eine bestimmte Schaltfläche klickt, soll ein ganz bestimmtes Steuerzeichen (in Form eines ASCII- Textes) in den Ausgangspuffer des SerialPort-Objektes geschrieben werden. Dies lässt sich wie folgt realisieren: Private Sub StartSenden( ) Handles StartButton.Click Msgbox( Der Button wurde angeklickt! ) End Sub Bei diesem Codeschnipsel handelt es sich um eine Aktionsroutine für einen Button. Wenn nun der Button mit dem Namen StartButton angeklickt wird ( Click ), dann würde in diesem Fall eine Message-Box mit einem Hinweis ausgegeben werden. Um nun wirklich einen Befehl an den Ausgangspuffer des seriellen Ports zu senden, muss nur der Text Msgbox( Der Button wurde angeklickt! ) ersetzt werden. Mit SerialPort.Write( TEST ) würde nun der Text TEST in den Ausgangspuffer des seriellen Anschlusses geschrieben werden. Sobald etwas in den Ausgangspuffer des seriellen Ports geschrieben wird, kümmert sich dieser automatisch darum, dass der betreffende Inhalt sofort ausgegeben wird. In diesem Fall wäre dieser eine Befehl ausreichend, um den String TEST über den in der ersten Programmaske definierten COM-Port zu senden. Wenn nun diese Applikation auf zwei per Kabel oder Bluetooth verbundenen Geräten laufen würde, wäre bereits eine Möglichkeit der Kommunikation möglich! 33

34 8.3 Programmrealisierung Da uns im Endeffekt leider kein Crazy Car zur Verfügung stand, mit dem man diese Fernsteuerung testen hätte können, haben wir uns entschlossen, ein anderes Projekt zu realisieren: Einen Bluetooth-Chat, mit dem es möglich ist, einem anderen Computer wahlweise per RS232-Kabel oder per Bluetooth Nachrichten zu senden. Dieses Chat- Programm wurde im Laufe seiner Entwicklung mehrmals um, so wie wir finden, praktische Funktionen (wie zum Beispiel eine Blockierfunktion) erweitert, um zu demonstrieren, was alles mithilfe der Bluetooth-Übertragung möglich ist. Auf den folgenden n möchten wir unser Projekt RS232chat näher vorstellen: Abb. 23: Hauptfenster RS232chat 34

35 8.3.1 Programmbeschreibung Das Visual Basic.NET-Programm RS232chat ist in der Lage, eingehende Nachrichten zu verarbeiten und dem Benutzer anzuzeigen, sowie ausgehende Nachrichten über die serielle Schnittstelle zu senden Programmfunktionen Senden Nachrichten: Der Benutzer kann im Textfeld einen Text eingeben, der dann nach dem Klick auf Senden in den Ausgangspuffer der seriellen Schnittstelle geschrieben wird. Empfangen Nachrichten: Wird eine Nachricht empfangen (zum Beispiel einer weiteren RS232chat- Anwendung beim Kommunikationspartner), so wird die Nachricht im Programm verarbeitet und im Anschluss im Aktivitätsprotokoll dargestellt. Antwort anfordern Mithilfe dieser Funktion ist es möglich, den Chatpartner zu ersuchen, eine Antwort zu senden. Praktisch ist diese Funktion zum Beispiel dann, wenn man an mehreren Programmen nebeneinander gearbeitet wird. Wenn der Benutzer eine Antwortanforderung an einen anderen Benutzer sendet, wird bei diesem ein Hinweis am Bildschirm eingeblendet, der ersucht, sich kurz Zeit zu nehmen Abb. 24: Antwortanforderung um die Anfrage zu beantworten. Im konkreten Fall wird, nachdem ein Benutzer diese Schaltfläche betätigt, wird einfach ein bestimmter String (in unserem Fall ANTW_ANFRD ). Wenn die Empfangsroutine des Programmes auf diesen String im Eingangspuffer stößt, weiß diese, dass eine Antwortanforderung des Partners eingetroffen ist und zeigt das nebenstehende Dialogfeld an. 35

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