Raspberry Pi開發之旅-WIFI遙控小車

時間  2019-11-12
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1、簡單介紹樹莓派的GPIO口javascript

上圖是樹莓派2代的接口（不一樣型號接口會有差別），咱們就以此爲例來講下這些接口。css

一、GPIO介紹html

GPIO 英文全稱是：General-purpose input/output 通用型之輸入輸出的簡稱，其接腳能夠供使用者由程控自由使用，PIN腳依現實考量可做爲通用輸入（GPI）或通用輸出（GPO）或通用輸入與輸出（GPIO）。經過這些GPIO口，咱們能夠控制不少第三方的寄存器設備，簡單來講咱們能夠經過這些I/O口控制一些芯片的電路、讀取傳感器的數值等。java

二、所需材料python

 材料名稱 數量
樹莓派2代板子（包含電源、數據線、存儲卡） 1
智能小車底盤（包含四個直流電機） 1
移動電源 1
L298N電機驅動板 1
杜邦線母對公 10
杜邦線母對母 10
無線網卡 1
4孔或6孔電池盒 1

三、安裝所需軟件jquery

樹莓派官方有兩套GPIO的python庫，分別是RPi.GPIO和RPIO。如今網絡上許多關於樹莓派GPIO文檔的教程多數是RPi.GPIO，這個是老版本的庫。而RPIO是用來替代前者的新版本。後面的課程我將使用RPIO這個庫，來給你們演示。下面安裝RPIO：android

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sudo apt - get install python - dev python - pip
sudo pip install RPIO

2、 樹莓派與L298N線路鏈接git

一、第一步組裝小車github

組裝底盤 分別用銅線鏈接兩側電機，而且保證同側轉向一致。以下圖：web

鏈接電機與L298N 將兩側側的電機分別接入L298N的輸出A和輸出B，見下圖：

鏈接L298N與樹莓派 見上圖邏輯輸入部分有4個針腳（IN一、IN二、IN三、IN4），按照順序分別鏈接到樹莓派接口的十一、十二、1六、18 四個口。見下圖藍色部分：

除了上面這些，還要將L298N的供電GND和樹莓派的GPIO的6號Ground鏈接，造成供電迴路。

鏈接電池盒與移動電源 將電池盒的正極鏈接到L298N的12V供電口，負極鏈接到L298N的供電GND口。完成鏈接後，L298N的供電GND口鏈接了兩個線，分別是電池盒的負極和樹莓派的6號Ground口。

二、測試小車

登陸樹莓派，vim robot.py文件：

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import  RPIO as GPIO
import  time
 
IN1  =  11
IN2  =  12
IN3  =  16
IN4  =  18
 
def  init():
     GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
     GPIO.setup(IN1, GPIO.OUT)
     GPIO.setup(IN2, GPIO.OUT)
     GPIO.setup(IN3, GPIO.OUT)
     GPIO.setup(IN4, GPIO.OUT)
 
def  forward():
     GPIO.output(IN1,GPIO.HIGH)
     GPIO.output(IN2,GPIO.LOW)
     GPIO.output(IN3,GPIO.HIGH)
     GPIO.output(IN4,GPIO.LOW)
 
if  __name__  = =  '__main__' :
     init()
     forward()
     time.sleep( 5 )
     GPIO.cleanup()

保存退出後，用sudo python robot.py執行命令，小車將會向前進5秒。

備註：一、要避免靜電和短路。二、接線要當心，尤爲是正負極接線。

3、使用Python控制小車

一、Tornado介紹

Tornado是使用Python編寫的一個強大的、可擴展的Web服務器。它在處理嚴峻的網絡流量時表現得足夠強健，但卻在建立和編寫時有着足夠的輕量級，並可以被用在大量的應用和工具中。

二、Tornado安裝

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$ curl  - L  - O https: / / github.com / facebook / tornado / archive / v3. 1.0 .tar.gz
$ tar xvzf v3. 1.0 .tar.gz
$ cd tornado - 3.1 . 0
$ python setup.py build
$ sudo python setup.py install

 Tornado官方並不支持Windows，但你能夠經過ActivePython的PyPM包管理器進行安裝，相似以下所示：

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C:\> pypm install tornado

二、robot.py文件：

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#!/usr/bin/python
#coding: utf8
import  RPIO as GPIO
import  time
import  sys
import  threading
import  tornado.ioloop
import  tornado.web
import  tornado.httpserver
import  tornado.options
import  json
 
tornado.options.define( "port" ,default = 8000 , type = int )
 
IN1  =  11
IN2  =  12
IN3  =  16
IN4  =  18
 
 
stop_status  =  0
last_key  =  ""
last_request_time  =  0
 
 
def  init():
     GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
     GPIO.setup(IN1,GPIO.OUT)
     GPIO.setup(IN2,GPIO.OUT)
     GPIO.setup(IN3,GPIO.OUT)
     GPIO.setup(IN4,GPIO.OUT)
 
# 前進
def  forward():
     global  stop_status
     GPIO.output(IN1,GPIO.HIGH)
     GPIO.output(IN2,GPIO.LOW)
     GPIO.output(IN3,GPIO.HIGH)
     GPIO.output(IN4,GPIO.LOW)
     # print "forward"
     # time.sleep(0.1)
 
# 後退
def  reverse():
     global  stop_status
     GPIO.output(IN1,GPIO.LOW)
     GPIO.output(IN2,GPIO.HIGH)
     GPIO.output(IN3,GPIO.LOW)
     GPIO.output(IN4,GPIO.HIGH)
 
 
# 左轉彎
def  left():
     global  stop_status
     GPIO.output(IN1,GPIO.LOW)
     GPIO.output(IN2,GPIO.HIGH)
     GPIO.output(IN3,GPIO.HIGH)
     GPIO.output(IN4,GPIO.LOW)
 
 
# 右轉彎
def  right():
     global  stop_status
     GPIO.output(IN1,GPIO.HIGH)
     GPIO.output(IN2,GPIO.LOW)
     GPIO.output(IN3,GPIO.LOW)
     GPIO.output(IN4,GPIO.HIGH)
 
#中止
def  stop_car():
     GPIO.output(IN1, False )
     GPIO.output(IN2, False )
     GPIO.output(IN3, False )
     GPIO.output(IN4, False )
     global  stop_status
     stop_status  =  1
 
#關閉GPIO接口
def  close_car():
     global  stop_status
     stop_status  =  1
     GPIO.cleanup()
 
 
class  IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):
     def  set_default_headers( self ):
         self .set_header( 'Access-Control-Allow-Origin' ,  '*' )
         self .set_header( 'Access-Control-Allow-Methods' ,  'POST, GET, OPTIONS' )
         self .set_header( 'Access-Control-Allow-Headers' ,  '*' )
     def  get( self ):
         self .render( "index.html" )
     def  post( self ):
         global  stop_status
         global  last_key
         global  last_request_time
         old_request_time  =  last_request_time
         init()
         sleep_time  =  0.1
         try :
             arg  =  self .get_argument( 'k' )
             new_request_time  =  self .get_argument( 'time' )
             print  'get last time' ,new_request_time
         except  Exception, e:
             arg  =  json.loads( self .request.body)[ 'k' ]
             new_request_time  =  json.loads( self .request.body)[ 'time' ]
             print  'json last time' , new_request_time
 
         print  "==new time ==" , new_request_time
         print  "==old time ==" , old_request_time
         if (arg = = 'w'  and  last_key! = 'w'  and  new_request_time > =  old_request_time):
             print  "forward"
             stop_status  =  0
             autoThread  =  threading.Thread(target  =  forward)
             autoThread.start()
             last_key  =  'w'
         elif (arg = = 's'  and  last_key! = 's'  and  new_request_time > =  old_request_time):
             print  "reverse"
             stop_status  =  0
             autoThread  =  threading.Thread(target  =  reverse)
             autoThread.start()
             last_key  =  's'
         elif (arg = = 'a'  and  last_key! = 'a'  and  new_request_time > =  old_request_time):
             print  "left"
             stop_status  =  0
             autoThread  =  threading.Thread(target  =  left)
             autoThread.start()
             last_key  =  'a'
         elif (arg = = 'd'  and  last_key! = 'd'  and  new_request_time > =  old_request_time):
             print  "right"
             stop_status  =  0
             autoThread  =  threading.Thread(target  =  right)
             autoThread.start()
             last_key  =  'd'
         elif (arg = = 'stop'  and  new_request_time > =  old_request_time):
             print  "stop"
             last_key  =  "stop"
             time.sleep( 0.3 )
             stop_car()
         else :
             print  "error"
         last_request_time  =  new_request_time
         self .write(arg)
     def  options( self ):
             pass
if  __name__  = =  '__main__' :
     tornado.options.parse_command_line()
     app  =  tornado.web.Application(handlers = [(r "/" ,IndexHandler)])
     http_server  =  tornado.httpserver.HTTPServer(app)
     http_server.listen(tornado.options.options.port)
     tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()

 三、index.html文件：

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<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
         <meta charset = "utf-8"  / >
         <title>WIFI小車客戶端< / title>
         <script src = "http://libs.baidu.com/jquery/1.9.0/jquery.js" >< / script>
< / head>
<body>
<script  type = "text/javascript" >
         function go(k){
                 var requestTime =  new Date().getTime();
                 $.post( '/' ,{k:k,time:requestTime},function(){}, "json" );
         }
         $(function(){
                 var i  =  null;
                 window.document.onkeydown  =  keyDown;
                 function keyDown(env){
                         env  =  (env) ? env : window.event;
                         if (env.keyCode = = '87' ){
                                 go( 'w' );
                         }
                         if (env.keyCode = = '83' ){
                                 go( 's' );
                         }
                         if (env.keyCode = = '65' ){
                                 go( 'a' );
                         }
                         if (env.keyCode = = '68' ){
                                 go( 'd' );
                         }
                 };
                 window.document.onkeyup  =  keyUp;
                 function keyUp(env){
                         env  =  (env) ? env : window.event;
                         if (env.keyCode = = '87' ){
                                 go( 'stop' );
                         }
                         if (env.keyCode = = '83' ){
                                 go( 'stop' );
                         }
                         if (env.keyCode = = '65' ){
                                 go( 'stop' );
                         }
                         if (env.keyCode = = '68' ){
                                 go( 'stop' );
                         }
                 }
                 $( '.before' ).mousedown(function(){
                         i  =  setInterval(function(){
                                 go( 'w' );
                         }, 100 );
                 });
                 $( '.left' ).mousedown(function(){
                         i  =  setInterval(function(){
                                 go( 'a' );
                         }, 100 );
                 });
                 $( '.right' ).mousedown(function(){
                         i  =  setInterval(function(){
                                 go( 'd' );
                         }, 100 );
                 });
                 $( '.cabk' ).mousedown(function(){
                         i  =  setInterval(function(){
                                 go( 's' );
                         }, 100 );
                 });
                 $( '#main span' ).mouseup(function(){
                         clearInterval(i);
                         go( 'stop' );
                 });
         });
< / script>
<style  type = "text/css" >
         #main{width: 150px;height: 150px;background: #ccc;}
         #main span{width: 50px;height: 50px;float: left;z-index: 999;}
         #main span.on2{background: #ff00ff;}
< / style>
<div  id = "main" >
         <span>< / span>
         <span  class = "on2 before" >< / span>
         <span>< / span>
         <span  class = "on2 left" >< / span>
         <span>< / span>
         <span  class = "on2 right" >< / span>
         <span>< / span>
         <span  class = "on2 cabk" >< / span>
         <span>< / span>
< / div>
< / body>
< / html>

 在命令行裏嘗試運行這個程序以測試輸出：

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$ sudo python robot.py

在本地瀏覽器中打開http://localhost:8000，或者其餘計算機使用瀏覽器中打開http://PI的IP:8000/

4、遠程控制小車

ionic環境搭建

安裝ionic

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npm install  - g cordova ionic

克隆小車客戶端代碼

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git clone https: / / github.com / jingzhaoyang / AutoClient.git

編譯代碼

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#添加平臺
ionic platform add android
#編譯android的apk安裝包
ionic build android
#啓動android模擬器
ionic emulate android

在build目錄有編譯好的apk文件，能夠直接在Android平臺直接使用。而且經過終端控制小車。

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