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  • Raspberry Pi开发之旅-WIFI遥控小车

    一、简单介绍树莓派的GPIO口

    上图是树莓派2代的接口（不同型号接口会有差异），我们就以此为例来说下这些接口。

    1、GPIO介绍

    GPIO 英文全称是：General-purpose input/output 通用型之输入输出的简称，其接脚可以供使用者由程控自由使用，PIN脚依现实考量可作为通用输入（GPI）或通用输出（GPO）或通用输入与输出（GPIO）。通过这些GPIO口，我们可以控制很多第三方的寄存器设备，简单来说我们可以通过这些I/O口控制一些芯片的电路、读取传感器的数值等。

    2、所需材料

     材料名称数量
    树莓派2代板子（包含电源、数据线、存储卡） 1
    智能小车底盘（包含四个直流电机） 1
    移动电源 1
    L298N电机驱动板 1
    杜邦线母对公 10
    杜邦线母对母 10
    无线网卡 1
    4孔或6孔电池盒 1

    3、安装所需软件

    树莓派官方有两套GPIO的python库，分别是RPi.GPIO和RPIO。现在网络上许多关于树莓派GPIO文档的教程多数是RPi.GPIO，这个是老版本的库。而RPIO是用来替代前者的新版本。后面的课程我将使用RPIO这个库，来给大家演示。下面安装RPIO：

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

    二、 树莓派与L298N线路连接

    1、第一步组装小车

    组装底盘 分别用铜线连接两侧电机，并且保证同侧转向一致。如下图：

    连接电机与L298N 将两侧侧的电机分别接入L298N的输出A和输出B，见下图：

    连接L298N与树莓派 见上图逻辑输入部分有4个针脚（IN1、IN2、IN3、IN4），按照顺序分别连接到树莓派接口的11、12、16、18 四个口。见下图蓝色部分：

    除了上面这些，还要将L298N的供电GND和树莓派的GPIO的6号Ground连接，形成供电回路。

    连接电池盒与移动电源 将电池盒的正极连接到L298N的12V供电口，负极连接到L298N的供电GND口。完成连接后，L298N的供电GND口连接了两个线，分别是电池盒的负极和树莓派的6号Ground口。

    2、测试小车

    登录树莓派，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()

    保存退出后，用sudo python robot.py执行命令，小车将会向前进5秒。

    备注：1、要避免静电和短路。2、接线要小心，尤其是正负极接线。

    三、使用Python控制小车

    1、Tornado介绍

    Tornado是使用Python编写的一个强大的、可扩展的Web服务器。它在处理严峻的网络流量时表现得足够强健，但却在创建和编写时有着足够的轻量级，并能够被用在大量的应用和工具中。

    2、Tornado安装

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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官方并不支持Windows，但你可以通过ActivePython的PyPM包管理器进行安装，类似如下所示：

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    C:> pypm install tornado

    2、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)
     
    # 前进
    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)
     
    # 后退
    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)
     
     
    # 左转弯
    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)
     
     
    # 右转弯
    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)
     
    #停止
    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
     
    #关闭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()

     3、index.html文件：

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    <!DOCTYPE html>
    <html>
    <head>
            <meta charset="utf-8" />
            <title>WIFI小车客户端</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{ 150px;height: 150px;background: #ccc;}
            #main span{ 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>

     在命令行里尝试运行这个程序以测试输出：

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    $ sudo python robot.py

    在本地浏览器中打开http://localhost:8000，或者其他计算机使用浏览器中打开http://PI的IP:8000/

    四、远程控制小车

    ionic环境搭建

    安装ionic

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    npm install -g cordova ionic

    克隆小车客户端代码

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

    编译代码

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    #添加平台
    ionic platform add android
    #编译android的apk安装包
    ionic build android
    #启动android模拟器
    ionic emulate android

    在build目录有编译好的apk文件，可以直接在Android平台直接使用。并且通过终端控制小车。
  • 相关阅读:
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  • 原文地址：https://www.cnblogs.com/Pond-ZZC/p/6678610.html
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