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1小时打造HaaS版小小蛮驴智能车

2021-02-02 11989
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简介： 2020年云栖大会上，阿里云发布了一款机器人“小蛮驴”，瞬间激起千层浪，无人车，智能物流，机器人等一些概念又火热了一把。借“小蛮驴”的东风以及火热的HaaS，我们推出了更加亲民的“小小蛮驴”，丰富HaaS的场景打造，全面开放的云、端、钉示例也能助力开发者学习全链路知识，吸引更多的开发者和企业来加入HaaS的生态建设。

1、认识一下小小蛮驴真面目

1.1、组件部分
image.png

HaaS100核心板
HaaS100是一款物联网场景中的标准硬件，并配套嵌入到硬件中的软件驱动及功能模块，为用户提供物联网设备高效开发服务。
image.png

HaaS100核心板有着丰富的外设接口，如下所示：
image.png

智能车底板电路

  • 红外接收头子，实现红外遥控小车
  • 5V电源稳压芯片
  • 电机驱动芯片，电流可达2A，为小车提供强大的动力
  • 电源指示灯
  • 保护二极管

其他丰富接口

  • 电机接口
  • 超声波模块接口
  • 舵机模块接口
  • 测速模块接口
  • 红外避障模块接口
  • 电池座接口
  • HaaS连接接口

1.2、重要模块介绍
1.2.1、驱动电机
驱动电机芯片是小车最重要的模块之一，2A的强大输出电流为小车提供满满的动力。
驱动模块的接口定义
下卖牛.png
其中，IN1和IN2是控制小车的左电机，IN3和IN4是控制小车的右电机，ENA和ENB引脚为输出使能管脚，高电平有效，IN1、IN2、IN3和IN4可以通过PWM脉冲调速。

电机控制：
IN1高电平，IN2低电平，左电机正传；
IN1低电平，IN2高电平，左电机反传；
IN3高电平，IN4低电平，右电机正传；
IN3低电平，IN4高电平，右电机反传。

1.2.2、超声波测距模块

超声波测距一般有4个管脚：
GND：接公共地
VCC：供5V电源
Trigger：触发控制，信号输入引脚
Echo：回响信号输出引脚
超声波测距原理是当发送的超声波遇到物体被发射回来，被接收端接收，然后通过发送信号到接收到回响的信号时间间隔可以测算出距离。image.png

测距过程如下：HaaS100给Trigger引脚至少10uS的脉冲触发信号，这时候超声波模块发射8个40KHz的方波，然后模块自动检测是否有信号返回。若检测到回响信号，会通过Echo引脚输出一个高电平脉冲，脉冲的宽度就是超声波从发射到返回的时间t。假设小车距离障碍物距离L，2L=vt，L=vt/2，其中v声音的传播速度340m/s。

1.2.3、红外避障模块

红外避障原理就是当障碍物靠近的时候，红外接收到的发射光强度越来越大，所以增大了输出的模拟信号，模拟信号接入比较器，经过比较器处理，输出数字信号。读取数字信号电平，就可以判断前方是否有障碍物。

1.2.4、测速模块

测速模块主要原理是由码盘结合光电传感器，传感器一端为发射光，另一端接收光，通过测量单位时间内脉冲个数得出小车的速度，本模块采用施密特触发器输出的信号非常稳定( 去抖)。

2、云端小小蛮驴产品创建

一步步在物联网平台创建产品、对应的物模型以及设备。

2.1、云端产品创建展示
创建了HaaS电动车的产品名称，然后定义了前进、后退、暂停、左转、右转等物模型属性。
image.png
按照一步步操作，云端创建产品、物模型以及设备以后，我们可以获取对应的四元组信息。

3、HaaS电动小车软件开发

3.1、配置初始化
HaaS100设备端电动小车参考代码的路径在：/application/example/auto_demo下。
从物联网云平台创建的产品时候，可以获取调试设备的四元组信息。如下所示：

//四元组信息初始化

#define PRODUCT_KEY "*******"

#define PRODUCT_SECRET "*******"

#define DEVICE_NAME "*******"

#define DEVICE_SECRET "*******"

对驱动电机芯片控制引脚配置

int auto_gpio_init(void)

{

temp_gpio.port = IN1_PIN;

temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;

hal_gpio_init(&temp_gpio);

temp_gpio.port = IN2_PIN;

temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;

hal_gpio_init(&temp_gpio);

temp_gpio.port = IN3_PIN;

temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;

hal_gpio_init(&temp_gpio);

temp_gpio.port = IN4_PIN;

temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;

hal_gpio_init(&temp_gpio);



temp_gpio.port = ENA_PIN;

temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;

hal_gpio_init(&temp_gpio);

temp_gpio.port = ENB_PIN;

temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;

hal_gpio_init(&temp_gpio);



GPIO_Set(ENA_PORT,1); //使能驱动电机左

GPIO_Set(ENB_PORT,1);//使能驱动电机右

stop_ctl();

}
3.2、接收云端控制命令
接受处理云端的控制命令，包括后退、左转、右转、停止、前进等。

char *auto_temp[5]={"back","left","right","stop","front"};

static int user_property_set_event_handler(const int devid, const char *request, const int request_len)

{

int res = 0;

char i =0,*auto_c;

cJSON *root = cJSON_Parse(request)

for(i=0;i<5;i++){

    auto_c = auto_temp[i];

    cJSON *value = cJSON_GetObjectItem(root,auto_c);

    if (value == NULL || !cJSON_IsNumber(value)) {

        EXAMPLE_TRACE("not find %d",i);        

    }

    else{

        goto hass_send;

    }

}

cJSON_Delete(root);

if(i == 5){

    EXAMPLE_TRACE("not find %d",i);       

    return -1;

}

hass_send:

switch(i){

    case 0:

        back_ctl();

        EXAMPLE_TRACE("---back");

    break;



    case 1:

        left_ctl();

        EXAMPLE_TRACE("---left");

    break;



    case 2:

        right_ctl();

        EXAMPLE_TRACE("---right");

    break;



    case 3:

        stop_ctl();

        EXAMPLE_TRACE("---stop");

    break;



    case 4:

        front_ctl();

        EXAMPLE_TRACE("---front");

    break;



    default:

        break;

}

res = IOT_Linkkit_Report(EXAMPLE_MASTER_DEVID, ITM_MSG_POST_PROPERTY,

                         (unsigned char *)request, request_len);

return 0;

}

3.3、HaaS电动车小程序开发
3.3.1、云端钉一体小程序SDK获取

git clone -b dev_3.1.0_haas https://github.com/alibaba/AliOS-Things.git

SDK相关代码及操作readme在application/miniapp/目录下。

3.3.2、SDK目录结构

/

├─ lib (存放依赖库的文件夹，用户无需关心)

│ ├─ @alicloud/pop-core （https://github.com/aliyun/openapi-core-nodejs-sdk）

│ ├─ kitx

│ └─ iot-packet.js （封装给用户的文件）

├─ pages （页面文件夹，用户在这里自定义页面，示例持续更新中）

│ └─ index （首页 选择进入不同示例）

│ ├─ index.axml

│ ├─ index.js

│ ├─ index.acss

│ └─ index.json

│ └─ HaasCar （示例1 HaaS小小蛮驴）

│ ├─ HaasCar.axml （页面布局文件）

│ ├─ HaasCar.js （控制逻辑，用户在这里定义交互行为）

│ ├─ HaasCar.acss （页面样式）

│ ├─ HaasCar.json （页面配置，用于配置页面标题等）

│ └─ HaasCar.TSL.json （示例对应的TSL文件，用户可以在物联网平台上导入该文件生成物模型）

│ └─ HaasFlower （示例2 HaaS养花，目录结构同 HaasCar）

├─ app.js （注册小程序，在这里进行全局参数配置，如 AccessKey）

├─ app.acss （小程序全局样式）

├─ app.json （小程序全局配置，可以在这里设置小程序打开的默认页面）

└─ others

3.3.3、SDK使用
使用小程序开发工具打开miniapp这个工程。

image.png

  • step1 在app.js填写AccessKeyID 以及 AccessKeySecret ， 获取云端API调用权限
  • step2 填写目标设备 DeviceName 以及 ProductKey，这里是待控制的设备

// app.js

let accessKey = {

accessKeyId: '<- accessKeyId ->', // 填入阿里云平台生成的 assessKeyId 以及 Secret

accessKeySecret: '<- accessKeySecret ->',

}

// HaasCar.js

let device = {

DeviceName: '<- DeviceName ->', // 填入目标设备 DeviceName 以及 ProductKey

ProductKey: '<- ProductKey ->'

}

代码中提到的几个关键参数：

  • AccessKeyID AccessKeySecret

云账号AccessKey是用户访问阿里云API的密钥。（https://usercenter.console.aliyun.com/#/manage/ak）
安全起见，我们可以采取创建RAM子账号的形式，来对权限进行分离
image.png

创建完成后，需要手动分配权限，点击右侧，添加权限。我这里直接选择了 AdministratorAccess。 添加完成后如下。
image.png

  • DeviceName ProducKey

这两个参数在创建设备时生成。

3.3.4、编译验证
点击小程序IDE右上角“真机调试”按钮，等待二维码生成后，使用钉钉APP扫码，即可发起小程序。

image.png

3.4、效果展示

144444444.JPG

4、开发者技术支持

如需更多技术支持，可加入钉钉开发者群，或者关注微信公众号
image.png

更多技术与解决方案介绍，请访问阿里云AIoT首页

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