[XMOVE自主设计的体感方案] XMove Studio管理系统(一)——基于XFrmWork的PC端框架-阿里云开发者社区

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[XMOVE自主设计的体感方案] XMove Studio管理系统(一)——基于XFrmWork的PC端框架

简介:
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一 . XMove Studio简介

  XMove Studio ,是XMove框架的PC桌面整合平台,是XMove的管理系统和应用中心。它的开发基于我开发的XFrmWork桌面软件框架,采用插件结构,共享基类库。它具备以下特点:

  •   与节点通信,控制,采集,重现数据的能力。
  • 可扩展的应用平台,已开发了基于Unity3D的虚拟实境系统,空中鼠标和数据分析器等。并提供API向第三方开放
  • 可增删节点通信方法,包括蓝牙,WIFI,串口和USB等

  作为XMove 4.0最重要的变化之一,XMove Studio的的引入使得管理所有节点的功能上移到PC端。清晰的结构划分使得整个XMOVE框架变得更加灵活,例如,添加新功能仅需要添加PC更新包,所有节点程序不需要变动,管理软件可自动配置节点参数,实现数据流控制,从而实现新功能。

二. 功能组件介绍

  拜于XFrmWork所赐,系统采用插件结构的模块设计方法。除了XFrmWork提供的底层服务,如调试和界面显示功能以外,XMove Studio有清晰的模块划分。我们可以将其分为三个组成部分。通信管理器,节点管理器和应用程序管理器。  通信管理器负责将节点采集的传感器数据(或是存储器,网络甚至模拟产生的数据)传递给节点管理器。节点管理器的节点组获取数据后,会以事件的方式通知注册到相关节点的应用程序,各应用即可从而完成相关功能。我们可以将三个部分分别看成数据源,数据池,和使用数据的应用。

  下图(来源于系统运行截图),展现了数据流向,和不同节点,通信方式以及应用的联系关系。您可以从该图中完整的看到每个通信信道开启的时间和流量,不同节点收到的数据量和信号强度,以及各应用挂载节点的情况。

   1. 节点管理器

     节点管理器是联系通信管理器和应用管理器的中心纽带,为了方便读者更好的了解系统,我们先介绍节点管理器。

     XMove的节点部署方案如下图,15个节点部署于人体各处,手机和接收节点是可选节点。共17个节点构成节点组。每个节点组对应一个实际用户。系统可以支持多个用户,但此处的节点可以动态的与实际硬件节点实现绑定。您可以随时改变映射关系,这意味着,在用户0上的节点数据,可以映射到用户1身上的硬件节点。不同的节点组通过节点组编号区分,可以在运行时添加或删除用户。但注意,任何情况都必须至少保留一个节点组实例。

  当您将鼠标放置在虚拟节点图标上时,图标会放大,展现节点的类型和功能:

   可以切换到列表视图,系统会展示已经被激活的所有节点的特性,这些特性包括电池电量,信号强度,工作模式,组别和节点类型等。同时,系统还会提示该节点的硬件配置等。

  

      2. 通信管理器

    通信管理器是数据输入源,传感器数据可以同时以多种方式传递给节点管理器。目前XMove可接受如下类型的通信方式:

 

通信名称

最大传输速率

支持的节点类型

功能说明

ATL标准串口

115200bps

所有节点

与节点通信的主要方式

标准蓝牙

560Kbps

安卓手机节点

安卓手机通信

虚拟蓝牙串口

115200bps

Wince,塞班手机节点

提供可模拟为蓝牙串口设备的支持

模拟数据调试

——

——

可按算法要求模拟出虚拟数据,方便调试

USB高速传输

2Mbps

4.0桥接结点

通过USB-HID与桥接结点通信

虚拟通信

与录制时速度相同

——

可录制真实节点的数据,可将其回放

虚拟网络通信

100Mbps

另一台PC终端

可将另一台PC采集的节点数据通过网络发送到本PC

WIFI局域网

——

手机

与手机的WIFI通信方式

3G网络

实测最大600KBPS

手机

与手机的3G网络通信方式

   值得注意的是,XMove可完整支持Kinect,其通信方法和应用在扩展应用组件里,此处从略。会有专门的一篇文章介绍其功能。

  使用时,您可以方便的将不同的通信方式,从左边的列表拖动到右边的列表当中,即可自动配置:

  下面,我们以模拟数据通信为例,介绍其配置方法:

  模拟数据调试是一个为调试应用提供方便的通信方法,它是虚拟的,内置了多种产生数据的算法,例如,产生映射的节点绕X轴旋转的”虚拟数据“,但对应用程序来说这是透明的。 在左边的下拉菜单可选择不同通信端口(对模拟数据通信是不同产生数据的逻辑)。

  下方是节点映射关系配置。所有的硬件传感器都通过RawID区分,但您可以将这些硬件节点映射到相应的虚拟节点,配置其”节点组ID“和对应的节点位置即可。列表每一项的右侧,红色的五星代表该节点未激活,绿色代表节点工作正常。同时给出该节点的节点类型。您可以通过右方的加减号添加或删除节点映射项。  这些映射关系在关闭程序时,系统会自动保存,并在第二次开启时恢复。

  您可以开启或关闭该端口,在配置界面的右上角可显示当前通信方法的流量和开启时长。  

  若您不想使用该通信方法,直接拖动该项到通信管理器外部,系统就会自动回收资源,关闭端口.  

  系统可以同时开启多个通信信道,这些信道之间互不干扰。系统允许两个信道同时为一个节点传输数据,但在使用时通常不建议这么做。

   3. 应用程序管理器

  应用程序管理器是XMove Studio的核心价值所在。XFrmWork的插件结构方便随时添加新的应用程序,您只需要将组件包拷贝到应用程序相应的插件目录文件夹下,系统就会自动加载。

  所有的应用程序都需要节点管理器提供的数据,XMove节点管理器通过事件方式通知应用程序,开放式的API可以为应用提供完整的服务。

  应用程序管理器的使用和通信管理器非常类似。您可以拖动应用到右方的应用列表中,不同的应用程序可互不干扰的执行。

  我们以空中鼠标为例,介绍其使用。空中鼠标主要使用传感器节点的陀螺仪,当您拖动空中鼠标到右边应用栏后,将出现下图所示的配置界面。节点映射配置器可以方便您要映射的节点,右侧五角星符号的颜色给出其是否被激活。考虑到不同的应用对节点的功能要求不一致,例如,有些应用必须要求节点拥有HID键盘设备,或必须包含GPS定位功能等,此时节点映射必须满足基本功能要求,否则不会映射成功。值得注意的是,下拉菜单的节点中,不满足节点功能要求的已经被删除,已经激活的节点会优先排列。

  您可以点击开始或关闭按钮实现对该功能的配置。当点击开始时,资源会自动加载,同时会自动注册节点事件。点击关闭时,管理器会以相反地顺序进行。

三. 程序结构介绍

  XMove扩展了XFrmWork的基本功能,包含以下基本类库:

  

  其中Interface库是所有库之间的公共接口库,定义了不同库的抽象结构和它们之间的交互逻辑。

     XFrmWork.Application 是应用无关的插件容器,是最终的应用启动点。

四. 具体使用和其他注意事项

  1. 在使用时,您应该首先开启XMove Studio应用程序,系统会自动加载所需资源并完成初始化。

  2. 开启通信管理器,将接收器以您所希望的通信方式接入Studio.

  3.  此时开启子节点,接收器应该可以接受所有子节点并在节点管理器中实时显示。配置这些节点,使其映射到相应的虚拟节点组。

  4. 确认所有节点已正常工作后,拖动您希望开启的应用到应用程序列表,配置节点映射关系和其他配置,选择开启。

    5. 应用程序启动,完成应用后,应正常关闭应用和端口。若您选择直接关闭主框架,Studio会自动帮您回收资源。

五 . 总结

  本文介绍了XMove Studio的基本结构,三大主要管理器:节点管理器,通信管理器和应用管理器的作用和使用方式,同时介绍了Studio的基本使用步骤。

  考虑到文集的其他部分对其使用做了详细的说明,因此此处并不打算深入的介绍所有组件的使用方法,仅作为综述性文章。

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