记一次.NET MAUI项目中绑定Android库实现硬件控制的开发经历
<h2 id="前言">前言</h2><p>最近AI小智对话机器人实在是太火了，于是我就把我之前的一个吃灰的安卓桌面机器人给拿出来玩了，我想着基于安卓的系统开发一些自己的软件操作它，我翻了下官方文档也是有提供SDK的，于是我就开始了这个开发尝试。机器人本身是有丰富的传感器，也有完整的麦克风摄像头可以用，那做个会动的小智机器人刚刚好，第一步肯定是先让它能够按我的操作动起来。</p>
<p>这个过程虽然有一些小坑，但最终成功实现了完整的硬件控制功能。今天就来分享一下这次Android库绑定的完整经历，希望能帮助到有类似需求的小伙伴们。<br>
<img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/1690009/202507/1690009-20250722222724175-764295086.png" alt="img" loading="lazy"></p>
<p><video src="https://github.com/user-attachments/assets/90188217-c282-43c4-83c8-fe7d5c28a4f8" controls="" width="480"></video></p>
<h2 id="问题解答">问题解答</h2>
<p><strong>Q: 为什么选择.NET MAUI来进行开发？</strong></p>
<p>A: .NET MAUI本身是支持跨平台开发的，这是选择它的主要原因之一。还有就是我之前比较熟悉WinUI开发，对xaml的语法也算是比较熟悉，当然跨平台还有Avalonia UI,这个社区活跃度比.NET MAUI还高，但是由于MAUI能够满足我的需求，暂时还没尝试这个框架，大家有兴趣的可以试试它。</p>
<p><img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/1690009/202507/1690009-20250722154139799-1584368419.png" alt="img" loading="lazy"></p>
<h2 id="名词解释">名词解释</h2>
<ul>
<li><strong>.NET MAUI</strong>：.NET 多平台应用 UI （.NET MAUI） 是一个跨平台框架，用于使用 C# 和 XAML 创建本机移动和桌面应用。使用 .NET MAUI，可以从单个共享代码库开发可在 Android、iOS、macOS 和 Windows 上运行的应用。<br>
<img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/1690009/202507/1690009-20250722150111024-855091689.png" alt="img" loading="lazy"></li>
</ul>
<h2 id="准备工作">准备工作</h2>
<p>在开始编码之前，我们需要准备以下环境：</p>
<h3 id="软件环境">软件环境</h3>
<ul>
<li>Visual Studio 2022</li>
<li>.NET 9 SDK</li>
<li>Visual Studio 2022要安装MAUI的工作负载，并且记得创建安卓虚拟机。</li>
</ul>
<p><img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/1690009/202507/1690009-20250722150550418-1768830805.png" alt="img" loading="lazy"></p>
<h2 id="项目背景">项目背景</h2>
<p>这次要集成的是一个机器人控制SDK（RobotSDK），它以AAR格式提供，包含了机器人的运动控制、传感器监听、表情控制、语音播放等功能。我们的目标是在.NET MAUI应用中使用这些原生功能，实现跨平台的机器人控制应用。</p>
<h2 id="技术选型和架构设计">技术选型和架构设计</h2>
<h3 id="整体架构">整体架构</h3>
<pre><code>┌─────────────────────┐ ┌──────────────────────┐ ┌─────────────────────┐
│MAUI UI Layer │ │Service Interface │ │Platform Services│
│(MainPage.xaml) │◄──►│IRobotControlService│◄──►│AndroidRobotControl│
│ViewModels │ │ │ │DefaultRobotControl│
└─────────────────────┘ └──────────────────────┘ └─────────────────────┘
│
▼
┌──────────────────────┐
│ RobotSDK.Android │
│ Binding Library │
│ (AAR Wrapper) │
└──────────────────────┘
│
▼
┌──────────────────────┐
│ Native Android │
│ RobotSDK AAR │
│ (Hardware Control) │
└──────────────────────┘
</code></pre>
<h3 id="核心技术栈">核心技术栈</h3>
<ul>
<li><strong>.NET 9.0 MAUI</strong> - 跨平台UI框架</li>
<li><strong>Android Binding Library</strong> - AAR库绑定</li>
<li><strong>Dependency Injection</strong> - 服务注册和平台特定实现</li>
<li><strong>MVVM模式</strong> - 数据绑定和状态管理</li>
</ul>
<h2 id="第一步创建android绑定库项目">第一步：创建Android绑定库项目</h2>
<p>官方参考文档如下：<br>
Binding a Java library</p>
<p>首先创建一个专门的Android绑定库项目来包装原生AAR文件：</p>
<p>使用下面的指令进行项目的创建</p>
<pre><code>dotnet new android-bindinglib
</code></pre>
<pre><code class="language-xml"><Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
<PropertyGroup>
<TargetFramework>net9.0-android</TargetFramework>
<Nullable>enable</Nullable>
<ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
<SupportedOSPlatformVersion>24.0</SupportedOSPlatformVersion>
</PropertyGroup>
<ItemGroup>
<AndroidLibrary Include="Jars\RobotSdk-release-2.5.aar" />
</ItemGroup>
<ItemGroup>
<TransformFile Include="Transforms\Metadata.xml" />
<TransformFile Include="Transforms\EnumFields.xml" />
<TransformFile Include="Transforms\EnumMethods.xml" />
</ItemGroup>
</Project>
</code></pre>
<h3 id="关键配置说明">关键配置说明</h3>
<ol>
<li><strong>目标框架</strong>：使用<code>net9.0-android</code>确保与MAUI项目兼容</li>
<li><strong>最低Android版本</strong>：设置为API 24，确保设备兼容性</li>
<li><strong>AAR文件引用</strong>：通过<code>AndroidLibrary</code>引用原生库文件</li>
<li><strong>转换文件</strong>：用于处理Java到C#的类型映射</li>
</ol>
<h2 id="第二步处理绑定过程中的常见问题">第二步：处理绑定过程中的常见问题</h2>
<p>在绑定过程中，经常会遇到一些类型映射和命名冲突问题，这时候就需要用到Transforms文件夹中的配置文件：</p>
<p>由于目前的项目比较简单，这部分的映射文件我就使用了项目默认生成的了。</p>
<p>大家有需要可以看官方文档的一些注意事项。</p>
<p>自定义绑定</p>
<h2 id="第三步设计服务接口和平台实现">第三步：设计服务接口和平台实现</h2>
<p>为了保证代码的可测试性和平台兼容性，我设计了一套清晰的服务接口：</p>
<h3 id="服务接口定义">服务接口定义</h3>
<pre><code class="language-csharp">public interface IRobotControlService : IRobotSensorEvents
{
// 基础控制
Task<bool> InitializeAsync();
bool IsServiceAvailable { get; }
// 传感器控制
Task StartSensorMonitoringAsync();
Task StopSensorMonitoringAsync();
// 运动控制
Task MoveForwardAsync(int speed = 3, int steps = 1);
Task MoveBackwardAsync(int speed = 3, int steps = 1);
Task TurnLeftAsync(int speed = 3, int steps = 1);
Task TurnRightAsync(int speed = 3, int steps = 1);
// 表情和语音
Task ShowExpressionAsync(string expression);
Task SpeakAsync(string text);
Task SpeakWithExpressionAsync(string text, string expression);
// 硬件控制
Task EnableMotorAsync();
Task DisableMotorAsync();
Task SetAntennaLightAsync(int color);
Task MoveAntennaAsync(int cmd, int step, int speed, int angle);
}
public interface IRobotSensorEvents
{
event EventHandler? TapDetected;
event EventHandler? DoubleTapDetected;
event EventHandler? LongPressDetected;
event EventHandler? FallBackwardDetected;
event EventHandler? FallForwardDetected;
event EventHandler? FallRightDetected;
event EventHandler? FallLeftDetected;
event EventHandler? TofDetected;
}
</code></pre>
<h3 id="android平台实现的核心要点">Android平台实现的核心要点</h3>
<pre><code class="language-csharp">public class AndroidRobotControlService : IRobotControlService
{
private readonly ILogger<AndroidRobotControlService> _logger;
private readonly Context _context;
private RobotService? _robotService;
private SensorCallbackImpl? _sensorCallback;
public async Task<bool> InitializeAsync()
{
try
{
_logger.LogInformation("初始化Android机器人服务...");
// 获取原生SDK实例
_robotService = RobotService.GetInstance(_context);
if (_robotService == null)
{
_logger.LogError("无法获取RobotService实例");
return false;
}
// 创建回调桥接
_sensorCallback = new SensorCallbackImpl(
onTap: () => TapDetected?.Invoke(this, EventArgs.Empty),
onDoubleTap: () => DoubleTapDetected?.Invoke(this, EventArgs.Empty),
onLongPress: () => LongPressDetected?.Invoke(this, EventArgs.Empty),
// ... 其他传感器事件
);
// 自动启用电机
_robotService.RobotOpenMotor();
await Task.Delay(500);
_isInitialized = true;
_logger.LogInformation("Android机器人服务初始化成功");
return true;
}
catch (Exception ex)
{
_logger.LogError(ex, "初始化Android机器人服务失败");
return false;
}
}
}
</code></pre>
<h3 id="回调桥接的巧妙设计">回调桥接的巧妙设计</h3>
<p>为了将Java回调转换为C#事件，我设计了一个回调桥接类：</p>
<pre><code class="language-csharp">public class SensorCallbackImpl : Java.Lang.Object, ISensorCallback
{
private readonly Action _onTap;
private readonly Action _onDoubleTap;
private readonly Action _onLongPress;
// ... 其他事件委托
public SensorCallbackImpl(
Action onTap,
Action onDoubleTap,
Action onLongPress,
// ... 其他参数
)
{
_onTap = onTap;
_onDoubleTap = onDoubleTap;
_onLongPress = onLongPress;
// ... 赋值操作
}
// 实现Java接口方法，转发到C#委托
public void OnTapResponse() => _onTap?.Invoke();
public void OnDoubleTapResponse() => _onDoubleTap?.Invoke();
public void OnLongPressResponse() => _onLongPress?.Invoke();
// ... 其他方法
}
</code></pre>
<h2 id="第四步maui项目集成和依赖注入配置">第四步：MAUI项目集成和依赖注入配置</h2>
<h3 id="项目引用配置">项目引用配置</h3>
<p>在MAUI项目的csproj文件中，需要有条件地引用Android绑定库：</p>
<pre><code class="language-xml"><ItemGroup Condition="$(::GetTargetPlatformIdentifier('$(TargetFramework)')) == 'android'">
<ProjectReference Include="..\RobotSDK.Android.Binding\RobotSDK.Android.Binding.csproj" />
</ItemGroup>
</code></pre>
<h3 id="服务注册和平台特定实现">服务注册和平台特定实现</h3>
<p>在<code>MauiProgram.cs</code>中配置依赖注入：</p>
<pre><code class="language-csharp">public static class MauiProgram
{
public static MauiApp CreateMauiApp()
{
var builder = MauiApp.CreateBuilder();
builder
.UseMauiApp<App>()
.ConfigureFonts(fonts =>
{
fonts.AddFont("OpenSans-Regular.ttf", "OpenSansRegular");
});
// 注册服务
builder.Services.AddSingleton<MainPageViewModel>();
// 平台特定服务注册
#if ANDROID
builder.Services.AddSingleton<IRobotControlService, AndroidRobotControlService>();
#else
builder.Services.AddSingleton<IRobotControlService, DefaultRobotControlService>();
#endif
// 添加调试日志
builder.Logging.AddDebug();
return builder.Build();
}
}
</code></pre>
<h3 id="为什么要有default实现">为什么要有Default实现？</h3>
<p>创建<code>DefaultRobotControlService</code>是一个很重要的设计决策：</p>
<pre><code class="language-csharp">public class DefaultRobotControlService : IRobotControlService
{
private readonly ILogger<DefaultRobotControlService> _logger;
public bool IsServiceAvailable => false;
public Task<bool> InitializeAsync()
{
_logger.LogWarning("机器人控制服务仅在Android平台可用");
return Task.FromResult(false);
}
public Task MoveForwardAsync(int speed = 3, int steps = 1)
{
_logger.LogWarning("动作控制仅在Android平台可用");
return Task.CompletedTask;
}
// ... 其他方法的空实现
}
</code></pre>
<p>这样做的好处：</p>
<ol>
<li><strong>开发效率</strong>：可以在Windows上进行UI开发和测试</li>
<li><strong>代码安全</strong>：避免运行时出现服务注册失败</li>
<li><strong>团队协作</strong>：团队成员无需Android设备即可进行开发</li>
</ol>
<h2 id="第五步ui设计和圆形屏幕适配">第五步：UI设计和圆形屏幕适配</h2>
<p>考虑到目标设备是圆形屏幕的机器人，UI设计也做了特殊适配：</p>
<pre><code class="language-xaml"><!-- 圆形屏幕容器 (480x480) -->
<Grid>
<!-- 圆形边框指示器 -->
<Ellipse Fill="Transparent"
Stroke="DarkGray"
StrokeThickness="2"
Margin="10" />
<!-- 冰糖葫芦式垂直滚动容器 -->
<ScrollView x:Name="MainScrollView"
Orientation="Vertical"
HorizontalScrollBarVisibility="Never"
VerticalScrollBarVisibility="Never"
BackgroundColor="Transparent"
Padding="0,0,0,50">
<StackLayout Spacing="0" BackgroundColor="Transparent">
<!-- 第1个圆形区域 - 状态和连接控制 -->
<Grid HeightRequest="480" WidthRequest="480" BackgroundColor="Transparent">
<Ellipse Fill="#1A1A2E"
Stroke="#16213E"
StrokeThickness="3"
Margin="40" />
<!-- 内容区域 -->
<StackLayout Spacing="25" Margin="60" VerticalOptions="Center">
<!-- UI内容 -->
</StackLayout>
</Grid>
</StackLayout>
</ScrollView>
</Grid>
</code></pre>
<p>这种设计的特点：</p>
<ul>
<li><strong>圆形适配</strong>：所有内容都在圆形区域内显示</li>
<li><strong>分页滚动</strong>：采用"冰糖葫芦"式的垂直分页</li>
<li><strong>视觉层次</strong>：使用深色主题和圆角设计</li>
<li><strong>响应式布局</strong>：自动适配不同屏幕尺寸</li>
</ul>
<p><img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/1690009/202507/1690009-20250722163852634-482545286.png" alt="img" loading="lazy"></p>
<p><img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/1690009/202507/1690009-20250722162825456-1056805266.png" alt="img" loading="lazy"></p>
<h2 id="总结感悟">总结感悟</h2>
<p>在调试的时候遇到一个小坑，明明代码是根据机器人官方的SDK文档进行的初始化，但是不生效，机器人的舵机就是动不了，后面发现是因为代码要加一些延时，不然机器反应不过来就控制不了了。后来想想不同类别的开发，思考问题的角度还是不太一样。</p>
<p>AI发展速度真的是太快了，这个项目我是自己通过调试简单的代码，然后通过让AI反编译aar的文件，最后整理了一些文档，再让AI根据整理的文档实现的代码是很详细了，节省了大量的时间，感觉有了AI效率提高很多了，你们对AI写代码是怎么看待的，欢迎评论区讨论讨论。</p>
<p>希望这篇文章能够为大家在.NET MAUI项目中集成Android原生库提供一些参考和帮助。如果在实践过程中遇到问题，欢迎在评论区交流讨论！</p>
<h2 id="参考资料">参考资料</h2>
<ul>
<li>Binding a Java library</li>
<li>Microsoft Docs - Binding Android Libraries</li>
<li>.NET MAUI Documentation</li>
<li>Android AAR Format Specification</li>
<li>示例代码</li>
<li>自定义绑定</li>
</ul>
<hr>
<p><em>本文示例代码已上传至GitHub，欢迎大家参考学习。如果觉得有帮助，请给个Star支持一下！</em></p><br><br>
来源：https://www.cnblogs.com/GreenShade/p/18998698
頁:
[1]