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WeMos下實現小車避障與手機控制

2020-10-03 12:01:14

提示：文章寫完後，目錄可以自動生成，如何生成可參考右邊的幫助檔案

文章目錄

前言

通過WeMos D1開發板、超聲波模組、蜂鳴器、L9110s步進電機實現：小車方向控制，如果小車距離障礙物的距離小於10釐米 ，再按前進蜂鳴器就會報警，並後退一定的距離 。

一、專案軟硬體平臺及開發環境

1.硬體平臺介紹

在這裡插入圖片描述
特性
1.基於ESP-8266EX
2.Arduino相容，使用rduino IDE來程式設計
3.11 x I/O 引腳
4.1 x ADC 引腳（輸入範圍0-3.3V）
5.板載5V 1A開關電源（高輸入電壓24V）
工作中：
和stm32模組開發類似，整合度高
STM32方案也更經濟便宜

2.開發環境介紹

在這裡插入圖片描述

ArduiNo開發環境，和keil對比
優點：
整合很多開發庫如串列埠，網路，sg90等
各種硬體開發介面，迅捷開發
自帶串列埠偵錯工具
缺點： 程式編譯速度慢

3.開發環境設定支援Wemos

在這裡插入圖片描述

二、驅動演示

1.蜂鳴器

在這裡插入圖片描述
//基礎控制：蜂鳴器叫喚和不叫喚
void setup()
{
pinMode(D5, OUTPUT); //設定引腳為輸出引腳
}

void loop()
{
digitalWrite(D5, HIGH); // 輸出高電平，蜂鳴器閉嘴
delay(1000); //這一秒內都得閉嘴
digitalWrite(D5, LOW); //輸出低電平，蜂鳴器吼起來
delay(1000); //吼一秒（延時期間，蜂鳴器控制引腳屬於低電平）
}

2.Wemos串列埠通訊

串列埠有關的函數：在這裡插入圖片描述
串列埠與wemos的簡單通訊：
在這裡插入圖片描述
在這裡插入圖片描述
串列埠控制蜂鳴器程式碼：
#define BEEP D5

void setup() {
Serial.begin(115200); //初始化串列埠，設定波特率為115200
pinMode(BEEP, OUTPUT); //設定引腳為輸出引腳
digitalWrite(BEEP, HIGH); // 上電不讓蜂鳴器響起
}

void loop()
{
int cmd;
if ( Serial.available() > 0 )
{ //檢測串列埠是否有資料
cmd = Serial.read(); // 讀取串列埠資料
Serial.println(cmd);
if (cmd == 1) { //如果讀取的資料是1
digitalWrite(BEEP, LOW); // 蜂鳴器響起
}
else
{
digitalWrite(BEEP, HIGH); // 否則（讀取資料非1）蜂鳴器不響
}
}
}

3.Wemos和wifi

**板載無線網路卡：支援AP（路由）, sta（上網裝置）模式**

在這裡插入圖片描述
作為裝置接入wifi（STA模式）
#include <ESP8266WiFi.h>
char* ssid = 「TENK-888」; //「wifi熱點名稱」
char* passwd = 「12345678」; //」wifi熱點密碼」

void initWifiSta()
{
WiFi.mode(WIFI_STA); // 設定STA模式
WiFi.begin(ssid, passwd); //連線網路
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) //判斷WiFi接入狀態
{
Serial.print(".");
delay(500);
}
}
void setup() {
//初始化串列埠
Serial.begin(115200);
//初始化wifi
initWifiSta();

}

void loop() {
Serial.println(WiFi.localIP()); //通過串列埠列印wemos的IP地址
delay(500);
}
由串列埠列印出wemos的IP地址：192.168.1.5
在這裡插入圖片描述
手機偵錯工具傳送指令控制蜂鳴器：
在這裡插入圖片描述
程式設計程式碼：
#include <ESP8266WiFi.h>

#define BEEP D5

char* ssid = 「TENK-888」; //「wifi熱點名稱」
char* passwd = 「12345678」; //」wifi熱點密碼」
int port = 8888; //埠號
WiFiServer server(port); // 設定伺服器埠號

void initWifiSta()
{
WiFi.mode(WIFI_STA); // 設定STA模式
WiFi.begin(ssid, passwd); //連線網路
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) //判斷WiFi接入狀態
{
Serial.print(".");
delay(500);
}
Serial.println(WiFi.localIP()); //通過串列埠列印wemos的IP地址
delay(500);
}

void initBeep()
{
pinMode(BEEP, OUTPUT); //設定引腳為輸出引腳
digitalWrite(BEEP, HIGH); // 輸出高電平，蜂鳴器閉嘴
}

void setup() {

initBeep(); //初始化蜂鳴器
Serial.begin(115200); //初始化串列埠
initWifiSta(); //初始化wifi
server.begin(); //啟動伺服器

}

void loop() {

char cmd;

WiFiClient client = server.available(); //服務初始化
while (client.connected())
{
while (client.available() > 0) //等待使用者端連線
{
cmd = client.read();//讀取資料
if(cmd == ‘1’)
{
digitalWrite(BEEP, LOW);
}
else
{
digitalWrite(BEEP, HIGH);
}

        }

}
}

4.Wemos和超聲波測距

超聲波測距原理：
在這裡插入圖片描述
超聲波測距程式設計實現（距離小於10觸發蜂鳴器發出聲音）：
#define Echo D2
#define Trig D8
#define BEEP D5

long getTime()
{
digitalWrite(Trig,HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(Trig,LOW);

return pulseIn(Echo,HIGH);
}

void initChaoShengBo()
{
pinMode(Echo,INPUT);
pinMode(Trig,OUTPUT);
}

void initBeep()
{
pinMode(BEEP,OUTPUT);
digitalWrite(BEEP,HIGH);
}

void setup()
{
initChaoShengBo();
initBeep();
Serial.begin(115200);
}

void loop()
{
//獲取距離
long dis;
dis = getTime()/58;
Serial.print(dis);
Serial.println(「cm」);
if(dis < 10)
{
digitalWrite(BEEP,LOW);
}
else
{
digitalWrite(BEEP,HIGH);
}
delay(500);
}

在這裡插入圖片描述

5.Wemos和L9110s步進電機控制器

L9110s步進電機控制器：
在這裡插入圖片描述
串列埠控制小車主要程式碼：
#define Dong1 D6
#define Dong2 D7
#define Zhuan1 D3
#define Zhuan2 D4

void initL9110s()
{
pinMode(Dong1,OUTPUT);
pinMode(Dong2,OUTPUT);
pinMode(Zhuan1,OUTPUT);
pinMode(Zhuan2,OUTPUT);
}

void qian()
{
digitalWrite(Dong1,HIGH);
digitalWrite(Dong2,LOW);
}

void hou()
{
digitalWrite(Dong1,LOW);
digitalWrite(Dong2,HIGH);
}

void zuo()
{
digitalWrite(Zhuan1,LOW);
digitalWrite(Zhuan2,HIGH);
}

void you()
{
digitalWrite(Zhuan1,HIGH);
digitalWrite(Zhuan2,LOW);
}

void setup()
{
initL9110s();
Serial.begin(115200);
}

void loop()
{
char cmd;

if(Serial.available() > 0)
{
cmd = Serial.read();
switch(cmd)
{
case ‘q’: qian();break;
case ‘h’: hou();break;
case ‘z’: zuo();break;
case ‘y’: you();break;
}
}
}

6.安卓APP控制小車

6.1 Android開發環境搭建
程式設計軟體下載，解壓。
Android匯入程式包
在這裡插入圖片描述
在這裡插入圖片描述
Android修改程式碼支援你的Wemos
在這裡插入圖片描述
在這裡插入圖片描述

三、專案整合

1.相關函數

在這裡插入圖片描述
在這裡插入圖片描述
在這裡插入圖片描述
在這裡插入圖片描述

在這裡插入圖片描述

2.程式碼整合

實現小車方向控制，如果小車距離障礙物的距離小於10釐米 ，再按前進蜂鳴器就會報警，並後退一定的距離 。
Arduino完整程式設計程式碼：
#include <ESP8266WiFi.h>

#define Dong1 D6
#define Dong2 D7
#define Zhuan1 D3
#define Zhuan2 D4
#define Echo D2
#define Trig D8
#define BEEP D5

/*****************************************************************************/
/ /
/ wifi模組函數 /
/***************************************************************************/
char ssid = 「TENK-888」; //「wifi熱點名稱」
char passwd = 「12345678」; //」wifi熱點密碼」
int port = 8888; //埠號
WiFiServer server(port); // 設定伺服器埠號

void initWifiSta()
{
WiFi.mode(WIFI_STA); // 設定STA模式
WiFi.begin(ssid, passwd); //連線網路
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) //判斷WiFi接入狀態
{
Serial.print(".");
delay(500);
}
Serial.println(WiFi.localIP()); //通過串列埠列印wemos的IP地址
}
/*****************************************************************************/
/ /
/ 電機控制模組函數 /
/*****************************************************************************/
void initL9110s()
{
pinMode(Dong1,OUTPUT);
pinMode(Dong2,OUTPUT);
pinMode(Zhuan1,OUTPUT);
pinMode(Zhuan2,OUTPUT);
}

void qian()
{
digitalWrite(Dong1,HIGH);
digitalWrite(Dong2,LOW);
}

void hou()
{
digitalWrite(Dong1,LOW);
digitalWrite(Dong2,HIGH);
}

void ting()
{
digitalWrite(Dong1,LOW);
digitalWrite(Dong2,LOW);
}

void zuo()
{
digitalWrite(Zhuan1,LOW);
digitalWrite(Zhuan2,HIGH);
}

void you()
{
digitalWrite(Zhuan1,HIGH);
digitalWrite(Zhuan2,LOW);
}

void zheng()
{
digitalWrite(Zhuan1,LOW);
digitalWrite(Zhuan2,LOW);
}
/*****************************************************************************/
/ /
/ 超聲波測距模組函數 /
/*****************************************************************************/
long getTime()
{
digitalWrite(Trig,HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(Trig,LOW);

return pulseIn(Echo,HIGH);
}

void initChaoShengBo()
{
pinMode(Echo,INPUT);
pinMode(Trig,OUTPUT);
}
/*****************************************************************************/
/ /
/ 蜂鳴器模組函數 /
/*****************************************************************************/
void initBeep()
{
pinMode(BEEP,OUTPUT);
digitalWrite(BEEP,HIGH);
}

/*****************************************************************************/
/ /
/ 各個模組初始化函數 /
/*****************************************************************************/
void setup()
{
initL9110s();
Serial.begin(115200);
initWifiSta();
server.begin();
initChaoShengBo();
initBeep();
}
/*****************************************************************************/
/ 主迴圈函數：實現小車方向控制，如果小車距離障礙物的距離小於10釐米 /
/ 再按前進蜂鳴器就會報警，並後退一定的距離 /
/*****************************************************************************/
void loop()
{
char cmd;
int flag = 0;
long dis;

WiFiClient client = server.available(); //服務初始化
while (client.connected())
{
while (client.available() > 0) //等待使用者端連線
{
cmd = client.read();//讀取資料
Serial.println(cmd);
dis = getTime()/58;
if(dis < 10 )
{
digitalWrite(BEEP,LOW);
hou();
delay(200);
ting();
digitalWrite(BEEP,HIGH);
flag = 1;
}
else
{
flag = 0;
}
if(flag == 0)
{
switch(cmd)
{
case ‘q’: qian(); break; //前進
case ‘h’: hou(); break; //後退
case ‘z’: zuo(); break; //左轉
case ‘y’: you(); break; //右轉
case ‘s’: ting(); break; //停止
case ‘d’: zheng(); break; //回正
}
}
}
}
}

總結

實現小車方向控制，如果小車距離障礙物的距離小於10釐米 ，再按前進蜂鳴器就會報警，並後退一定的距離 。