一种基于压力传感触控技术的智能地板

位机开发平台采用NI公司推出的LabVIEW 2013.设计的软件界面如图3所示。

　　图3软件界面

　　3.1定位显示模块

　　定位显示模块的输入为16个压力传感器的数据，经过滤波和计算，输出为定位平台上物体重心的位置。位置显示方式包括文本坐标和二维图片，路径显示方式为XY图。定位显示流程如图4所示。

　　图4定位显示流程

　　3.2运动控制模块

　　运动控制模块是通过在PC机和小车间建立蓝牙通信实现的。不具备蓝牙功能的PC机可通过蓝牙适配器和BlueSoleil软件实现蓝牙功能，小车端通过UART接口连接一蓝牙透传模块，此时，PC机端和小车端建立了虚拟串口连接，LabVIEW端通过VISA串口通信编程实现向小车发送运动指令。本模块可完成对小车的速度控制以及前进、后退、左转、右转、停止5种运动状态控制。

　　3.3远程监视模块

　　远程监视模块中，PC机为位置管理服务器，Android终端为客户机，网络架构采用分布式Publisher-Subscriber模式，PC机为所有注册的Android终端提供位置查询服务。

　　远程监视模块采用了跨平台网络通信插件SCCT.SCCT（Smart Phone CommunicaTIon Toolkit，智能手机跨平台通信包）是由T4SM（Tools for Smart Minds Software SoluTIons）公司研发的、支持多种平台和编程语言的开发包，用于多种平台与LabVIEW平台之间进行数据通信。SCCT支持的操作系统包括Windows、Linux、iOS、Android、Phone7，支持的编程语言包括LabVIEW、Java、C、Object C、。NET和Javascript（HTML5）。本系统中，LabVIEW端采用SCCTPublisher Library提供的VI实现验证请求连接的订阅者身份、检查连接状态、广播数据至所有活动状态的订阅者以及接收订阅者请求的功能，Android端采用SCCT Subscriber Library提供的API实现发送请求至发布者、接收数据并提交至界面进行显示等功能。

　　LabVIEW端信息发布程序框图如图5所示。Android端的软件架构如图6所示。

　　图5 LabVIEW端信息发布程序框图

　　图6 Android端软件架构

　　4系统测试与结果分析

　　Android手机端远程监视界面如图7所示。

　　图7 Android手机端远程监视界面

　　经测试，本系统实现了对小车的定位显示、运动控制和远程监视的功能。

　　在定位精度的测试中，在平台上画有位置参照网格，网格边长为1 cm.在定位平台上随机选取10个测试点，在每个点处施加压力，测量6次，记录软件计算出的坐标，并与实际网格坐标进行比较。在数据分析过程中，定义以下概念：

　　①偏差Xp、Yp.假设在物理平台上测试点的网格坐标取值范围为X∈［a，b］，Y∈［c，d］（a、b、c、d为非负整数，b-a=d-c=1，单位为cm）通过软件求得的坐标为（x，y），定义偏差Xp、Yp：

　　式中，MAX（）为最大值；Pi为第i个测试点的定位偏差（cm）。

　　经测试，P=0.6 cm，D=1.8 cm.因此，单块智能地板的定位绝对误差在2 cm内。在智能地板特性不变的前提下，由多块智能地板拼成的更大面积定位空间的定位绝对误差也在2 cm内。

　　结语

　　本文设计了一种智能地板，并基于该地板构建了一个定位系统，实现了通过PC机LabVIEW软件和Android手机软件查看智能地板上物体位置和运动路径信息的功能。本定位系统最大定位绝对误差在2 cm内，且具有环境鲁棒性好、无负担性等优点，与其他定位技术结合，可弥补现有室内定位系统的不足。此外，本智能地板还可用于重点区域安防、隐私保护下的监控等场合。