2.1　移动应用开发与Mobile SDK

移动应用开发就是在移动终端上开发应用程序。2010年左右，以智能手机为代表的移动终端设备迅速崛起，并催生了Android、iOS、Windows Phone等移动操作系统。根据Statista全球统计数据库，2020年7月Android和iOS占全球操作系统份额的74.60%和24.82%，而其他所有操作系统的全球份额总和不超过1%。相应地，Mobile SDK针对这两个操作系统分别推出了Android Mobile SDK和iOS Mobile SDK。

虽然本书尽可能详细地介绍Mobile SDK应用程序的开发流程，但是如果读者没有Android或iOS的相关语言编程和应用开发基础的话，那么首先还是建议读者选购一本移动开发的基础性教程，然后再回过头来继续阅读本书。这样做会更加高效！即使如此，本书尽可能用到最少的Android和iOS应用开发的知识，以便于适合于移动开发入门者阅读。所以，本书中给出的例程并不代表最佳的技术实践，读者可以根据具体需求进行一些适当的调整。例如，在Android开发中，本书并没有使用Fragment，只使用了Activity组织代码，读者可以根据需要将控制代码放入Fragment中，以便于应用的扩展和管理。

本节将首先对移动开发基础知识进行简要的介绍，读者可选择性地阅读并回忆相关内容；然后介绍Mobile SDK及其重要的学习资源，包括官方API文档的结构和查阅方法。

2.1.1　Android应用开发

2008年，Google发布了专为移动设备设计的Android 1.0系统。随后发布的Android 2.x版本迅速崛起，占据了相当一部分移动设备操作系统市场。随后，Android几乎每年都会推出一个新版本，到了2020年，Android的版本已经发展到了Android 11。

Android操作系统自下而上分为Linux内核、硬件抽象层、Android运行时、原生C/C++库、Java API框架和系统应用层等多个层级，如图2-1所示。Android应用程序包括Activity、Service、BroadcastReceiver和ContentProvider四大组件。其中，最为重要的就是Activity，用于控制和显示各种布局与视图。

1. Android应用开发的编程语言

Android应用程序原本只能通过Java语言编写逻辑代码。Java语言起源于1995年，由Sun公司研发并推出，其前身是Oak语言。Java语言最重要的特性就是跨平台性，即“一次编译，处处运行”，这主要得益于Java语言是通过JVM（Java虚拟机）实现的。正因为这一特性，Java语言伴随着互联网的兴起而广泛被人熟知。目前，Java语言主要应用在Web服务器、移动终端和大数据技术。2009年，随着Sun公司被Oracle公司收购，Java这一语言也带上了Oracle的标志。

由于Java语言编写的应用程序需要通过虚拟机才能运行，其效率远低于C、C++等语言。为了提高Android系统的性能，Android底层针对有限内存、低处理器速度对虚拟机进行了优化，并使用了Dalvik虚拟机。即使如此，在Android发展的初期，其性能效率常常被用户诟病。在Android 4.4以来，Google又进一步推出了Art虚拟机，避免了Dalvik在每次运行应用时通过即时编译器转换为机器码的过程，使得其运行效率大大提高，可获得更好的用户体验，并提高了Android系统的性能和续航。

随后，Android的开发语言又加入了Kotlin新成员。Kotlin语言是由JetBrains推出的，参照并兼容Java语言，提高了语言的安全性、简洁性，是一种静态编程语言。目前，Kotlin已经成为Android开发的官方首推的编程语言，并在国际上广为流行。Kotlin不仅仅可以编译成Java字节码，也可以编译成JavaScript，以便于在没有JVM设备上运行。但是，可能是由于项目历史和学习成本的原因，国内开发者对Kotlin语言使用较少。

2. Android集成开发环境

从开发环境的角度来说，Android的开发环境经历了从Eclipse到Android Studio的转变。Android Studio基于Intellij IDEA，相比Eclipse拥有更好的性能与用户体验，成为当今主流的Android IDE。

在本书中，Android无人机应用程序采用Android Studio开发环境，使用Java作为逻辑代码的编程语言。

2.1.2　iOS应用开发

iOS系统应用在苹果公司的iPhone、iPad、iPod等移动设备中，于2007年首次提出（当时称为iPhone OS），在2010年的WWDC大会上将其名称更改为iOS。相对于Android操作系统，iOS操作系统的架构要简单许多，其由Cocoa Touch、Media Layer、Core Services和Core OS四个部分组成，如图2-2所示。

其中，Foundation框架和UIKit框架最为重要。Foundation框架来源于NEXTSTEP操作系统，因此该框架内部的类都以“NS”开头。常见的类包括字符串类（NSString）、数组类（NSArray）、字典类（NSDictionary）等，其基类都是NSObject类。UIKit框架包含了iOS系统中多种视图和控件，包括文本标签（UILabel）、文本框（UITextField）、按钮（UIButton）等，其类名都以“UI”开头。

1. iOS应用开发的编程语言

Objective-C语言（简称OC语言）诞生于1986年，是一个古老的面向对象编程语言，源于SmallTalk，一度是iOS开发的首选语言。由于Objective-C是C语言的扩充（C语言的严格超集），因此几乎可以与C语言无缝融合。在iOS设备流行之时，Objective-C的占有率一度攀升。

Swift语言于WWDC 2014发布，是可用于iOS应用开发的全新编程语言。为了和Objective-C语言的有效融合，Swift语言建立在Objective-C的基础之上，但是Swift更加简练、易学、高效，并且Swift的执行速度比Objective-C更快。

2. iOS集成开发环境

虽然在GNU/Linux操作系统中gcc包含了Objective-C的编译器，但是由于苹果公司的移动设备都处在闭源的生态系统中，完整的iOS应用开发几乎只能在MacOS系统下的Xcode开发环境中进行。

在本书中，iOS无人机应用程序采用Xcode开发环境，使用Objective-C作为逻辑代码的编程语言。

2.1.3　Mobile SDK及其学习资源

Mobile SDK（MSDK）是用于监测与控制大疆无人机（或手持云台相机）的移动应用程序开发工具包，是大疆SDK中使用最多、对无人机兼容性最强的SDK之一。Mobile SDK包括Android Mobile SDK和iOS Mobile SDK两个组成部分，分别用于在Android和iOS操作系统下搭建无人机应用程序。由于Android Mobile SDK和iOS Mobile SDK的功能与设计理念相似，且均针对大疆无人机而设计，因此其体系结构与类库设计也基本相同。

由于本书重点介绍无人机的二次开发，因此后文在不特别说明的情况下，各项功能均是对无人机的二次开发进行描述。对于大疆手持相机而言，其SDK的使用方式基本类似，在相机类、云台类等的使用上本书也具有一定的参考价值。

1. Mobile SDK的版本历史

Mobile SDK的重要更新历史如下。

• 2016年年初，大疆发布Mobile SDK 3.0版本，其基本架构和类库设计基本定型，移除了对精灵2 Vision+的支持，开始支持精灵3以来的大疆无人机。

• 2017年3月，大疆发布Mobile SDK 4.0版本。一方面提供了UI Library类库（UX SDK的前身），用于快速构建移动应用程序；另一方面重构了任务管理方式，并引入了任务控制（Mission Control）、时间线（Timeline）、触发器（Trigger）等新的概念，提高任务管理的易用性与健壮性。

• 2018年4月，大疆发布Mobile SDK 4.5版本，将UI Library从Mobile SDK剥离，成为单独的UX SDK。

2. Mobile SDK的特点

Mobile SDK具有以下3个重要的特点。

1）需要复杂的无人机理论知识即可着手开发

由于Mobile SDK是建立在移动终端平台基础上的SDK，因此封装并隐藏了大量的控制细节，将最为简单直接的控制代码暴露在基于Android和iOS平台之上的类与方法中。因此，对于移动应用开发者而言，只需要简单地学习一些无人机基础常识即可着手开发，非常适合于不具有无人机开发背景的移动开发工程师。

2）充分体现了面向对象思想

Mobile SDK主要用于大疆无人机的监测与控制，而无人机是真实世界中由人类创造的具有一定结构的机械设备。大疆无人机具有功能分明的组件和结构，因此其非常利于抽象，自然而然地形成Mobile SDK中的类与实例。不同于其他纯软件的SDK，大疆Mobile SDK中许多类并不是冷冰冰的，而是触手可及的物件。例如，无人机类（Aircraft）、相机类（Camera）和云台类（Gimbal）等这些名词我们一说就知道是什么，属于无人机上的什么组件。而其中的起飞方法、拍照方法也非常容易理解。面向对象的程序设计思想在Mobile SDK中表现得淋漓尽致。

3）大量的异步与回调

Mobile SDK所控制的飞行器硬件与我们的移动设备之间存在着物理距离，信息和指令均通过无线电信号传递，因而容易受到电磁干扰、环境遮挡等因素的影响。因此，当我们调用一个Mobile SDK方法时并不一定能够实时响应，这个特点有点类似于网络开发：调用程序所返回的结果往往通过异步的方式传递回来。例如，在Android中，Mobile SDK通过回调接口与方法的手段隐藏了大量的异步方法；在iOS中，Mobile SDK通过定义代理（Delegate）和Block语句传递回调结果。另外，为了实时获取无人机的状态参数，Mobile SDK包含了非常多的监听器设计模式，以便于开发和调试。

3. Mobile SDK的学习资源

Mobile SDK的学习资源包括Mobile SDK API文档、Mobile SDK官方教程、大疆开发者论坛、DJI SDK Github、DJI SDK StackOverflow等。

1）Mobile SDK API文档

为了更好地掌握Mobile SDK，学会使用大疆官方的API文档是非常重要的。在使用Mobile SDK中，如果读者对某些类或方法出现了疑问，那么绝大多数情况下都可以在大疆官方的API文档中找到（见图2-3和图2-4）。这里介绍这些API文档的组织方法和查阅方法。

Mobile SDK的类按照以下几个部分进行组织。

• MANAGER CLASSES：管理器类，用于软件注册、用户认证、禁飞区解锁等全局性的操作。

• BASE CLASSES：基本类库，包括产品基类和组件基类。

• PRODUCT CLASSES：产品类，包括无人机产品类和手持云台相机产品类。

• COMPONENT CLASSES：组件类，包括产品的各种组件类。

• MISSION CLASSES：任务类，包括各种任务类和任务控制器类。

• MISC CLASSES：其他类，Mobile SDK所涉及的其他类。

在每一个类的页面中，介绍了类的基本信息、成员属性和方法，以及相关的其他类等。在类描述介绍的最上方灰色框中展示了类的基本定义签名，其他的内容如下。

• Package：所在包名（仅Android）。

• Header：头文件名称（仅iOS）。

• Inherits From：该类的父类。Mobile SDK中所有的类均为单继承，因此只能有一个父类。在iOS中，绝大多数的类的基类为NSObject。

• Description：类的描述说明。

• Class Members：类成员，包括属性（property）和方法（method）等。单击成员即可查看到该成员的具体签名和使用说明。

• Inherited Methods：继承父类的方法。

• Related：与该类相关的其他类（class）、接口（interface）、枚举（enum）等。

2）Mobile SDK官方教程

Mobile SDK官方教程包括了Mobile SDK的基本用法和若干例程，是提供给具备iOS或Android平台开发经验的开发者的基础性知识内容，包含概览、马上开始构建应用、开发流程指引、基本概念与组件介绍和平台开发教程等。除详细说明如何使用Mobile SDK外，本文档还介绍并对比了各产品的特性，以及可以运用的关键技术。Mobile SDK官方教程的页面地址如下：https://developer.dji.com/cn/document/564303df-00e8-446f-a468-b75aa5d4eacc。

在Mobile SDK官方教程中，平台开发教程目前仅包括英文版本，其主要的内容如下。

• 应用程序激活与无人机绑定。

• 拍照录像功能实现。

• 照片视频回放功能实现（仅iOS）。

• Media Manager功能实现。

• 地图与航点任务功能实现。

• 指点飞行与主动跟随功能实现。

• Simulator模拟器功能实现。

• GEO地理围栏系统介绍与功能实现。

• DJI Bridge调试应用介绍（仅iOS）。

• 远程调试工具介绍（仅iOS）。

• 全景应用功能实现（仅iOS）。

3）大疆开发者论坛

在使用Mobile SDK的过程中，如果出现上述API文档和官方教程无法解决的较为复杂和个性化的问题，可尝试在开发者论坛中进行讨论。大疆开发者论坛包括中文和英文两个版本，其网站地址分别如下。

• 大疆开发者中文论坛：https://bbs.dji.com/forum-79-1.html?from=developer

• 大疆开发者英文论坛：https://forum.dji.com/forum-139-1.html?from=developer

4）DJI SDK Github与DJI SDK StackOverflow

在大疆的Github仓库中，可以找到Mobile SDK的官方示例工程（Sample code），以及在Mobile SDK官方教程中所完成的工程代码。读者也可尝试在大疆的Github仓库中提出issue以解决问题。大疆的Github仓库的地址为https://github.com/dji-sdk。

在大疆的StackOverflow中，读者也可以尝试提出Mobile SDK相关的问题与官方和其他开发者共同讨论。读者可在以下网址中找到DJI SDK的相关问题：https://stackoverflow.com/questions/tagged/dji-sdk。

另外，读者可以直接将学习中所遇到的问题通过大疆开发者官方邮箱（dev@dji.com）进行沟通和处理。