Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Умный дом во главе с Андроидом

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 1.146 RSS
←   Июнь 2013   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://www.masterkit.ru
Открыта: 31-10-2012

Автор
Мастер Кит

Статистика

1.146 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Raspberry Pi - сердце домашней автоматизации


Здравствуйте,

Raspberry Pi - сердце домашней автоматизации

В прошлом году мне в руки попал миникомпьютер Raspberry Pi . Т.к. с Linux я никогда не
сталкивался, он достаточно долго пролежал без движения в ящике стола, но, в конце концов,
долежался… Один из последних экспериментов, который я выполнил с его
помощью – изготовление робота фотографа – управляемой через web – интерфейс
самодвижущейся платформы с возможность видео и фотосъемки.

Задачи для робота:

- Управление по WiFi
- Движение вперед-назад, повороты вправо-влево
- Съемка видео в процессе движения и передача его на управляющий компьютер
- Съемка фото с большим разрешением по команде с управляющего компьютера и
передача этого снимка в web- интерфейс.

Конечно, робот взят просто как
пример работы web интерфейса. Управлять можно и гораздо менее экзотическими
устройствами – шторами, светом, нагревателями... Т.е. из Raspberry Pi можно,
например, построить контроллер умного дома с web интерфейсом.

Для построения интерфейса я использовал webiopi , т.к. он позволяет запустить проект
очень быстро с нулевым знанием php, apache и т.п. программ.

Что нужно знать для повторения проекта:

- python (Уровень знания зависит от сложности планируемого алгоритма)
- HTML
- javascript, jquery
- ну и нужно уметь паять, что бы собрать плату Raspirobot.

Дальше в рассылке будет достаточно много команд, которые надо будет вводить
из терминала. Если Вы раньше не сталкивались с Linux, возможно это будет
несколько тяжело для восприятия. Тогда я рекомендую Вам подписаться на
специальную рассылку по Raspberry Pi, где будет подробно по шагам описано,
как с ним работать.

Подписаться

А теперь продолжим. Сначала пару слов о webiopi:

WebIOPi это законченный фреймворк для работы с портами ввода-вывода Raspberry Pi

WebIOPi позволяет контролировать состояние, и управлять всеми портами GPIO
локально или удаленно, из браузера или любого приложения.

Возможности:

  • REST API через HTTP и CoAP с поддержкой мультикаста
  • Сервер написан на Python
  • Работа GPIO, Serial, I2C, SPI, 1-Wire
  • Встроенная поддержка более чем 30 устройств, включая DAC, ADC, датчики...
  • Совместимость с Python 2 и 3
  • Великолепные возможности адаптации под нужды пользователей
  • Защита логином-паролем
    • Множество примеров

Установка WebIOPi

Для установки необходимо, что бы на Raspberry Pi
был установлен Python, 2.7 или 3.2. Инсталляция выполняется четырьмя командами
из терминала, локально или удаленно:

$ wget http://webiopi.googlecode.com/files/WebIOPi-0.6.0.tar.gz
$ tar xvzf WebIOPi-0.6.0.tar.gz
$ cd WebIOPi-0.6.0
$ sudo ./setup.sh

Теперь можно запустить webiopi в командной строке:

$ sudo webiopi [-h] [-c
config] [-l log] [-s script] [-d] [port]
    Options:
      -h, --help           Display this help
      -c, --config  file   Load config from file
      -l, --log     file   Log to file
      -s, --script  file   Load script from file
      -d, --debug          Enable DEBUG 

    Arguments:
      port                 Port to bind the HTTP Server


Правда сервер webiopi и состояние портов GPIO потеряются, как только вы завершите
скрипт командой Ctrl-C или закроете окно терминала. Поэтому стоит запускать 
webiopi как сервис:


$ sudo /etc/init.d/webiopi start
 и 
$ sudo /etc/init.d/webiopi stop

Если нужно, чтобы webiopi стартовал автоматически при загрузке RPI,
можно использовать следующую команду:

$ sudo update-rc.d webiopi defaults

Пробуем

Теперь в локальной сети можно набрать http://[IP]:8000 на любом компьютере и получить
доступ к web интерфейсу к RPI. [IP] надо заменить на IP Raspberry Pi. Логин по умолчанию
"webiopi" и пароль "raspberry". Правда, автор программы говорит, что код работает не во всех
браузерах. Рекомендую использовать Chrome.

Вот так, например, выглядит интерфейс для всех портов ввода-вывода:

Можно задать режим работы любой ножки, и установить значение на выходе.

WebCamBot – робот –фотограф

За основу проекта взят проект Cambot с некоторыми доработками. Драйвер моторов
собирался не на макетке, а на плате Raspirobot, софт адаптирован под эту плату, добавлены
web-кнопки управления web-камерой. На плате Raspirobot линейный регулятор заменен
на импульсный.

Для управления электромоторами, подключенными к плате Raspirobot, используются
четыре выхода RPI. Их назначение следующее: 

# Left motor GPIOs
LEFT_GO_PIN = 17 #PWM сигнал скорости
LEFT_DIR_PIN = 4 #направление движения

# Right motor GPIOs
RIGHT_GO_PIN = 10  #PWM
RIGHT_DIR_PIN = 25 #направление движения

Вебкамера работает в двух режимах – передача потокового видео с минимальным
разрешением с помощью программы mjpg-streamer и фотографирование с максимальным
разрешением. Выбор режима осуществляется запуском одного из скриптов: stream.sh,
stream_stop.sh, photo.sh.

Узнать, как управлять web-камерой вы сможете по этой ссылке,
поэтому комментировать содержимое скрипта не буду.

Скрипт фотографирования:

#!/bin/sh
fswebcam -d /dev/video0 -p MJPEG -r 640x480  --jpeg 95 --shadow --title "cambot" --subtitle
"Front camera" --info "" --save /usr/share/webiopi/htdocs/app/Raspirobot/ph.jpg -q

Скрипт включения web- камеры: 

#!/bin/sh

STREAMER=mjpg_streamer
DEVICE=/dev/video0
RESOLUTION=160x120        #320x240
FRAMERATE=25
HTTP_PORT=8001
# check for existing webcam device
if [ ! -e "/dev/video0" ];
then
  echo "stream.sh:
Error - NO /dev/video0 device" 2>&1 | logger
exit 2
fi
PLUGINPATH=/home/pi/mjpg-streamer-r63
"$PLUGINPATH/$STREAMER" -i  "$PLUGINPATH/input_uvc.so -n -d $DEVICE -r 
$RESOLUTION -f $FRAMERATE" -o "$PLUGINPATH/output_http.so -n  -p $HTTP_PORT" -b

Скрипт отключения камеры:

#!/bin/sh
kill -9 `pidof mjpg_streamer`

Web- интерфейс

Написание web-интерфейса для WebIOPi максимально упрощено. По сути, надо после
загрузки страницы с помощью вызова функций из javascript webiopi создать элементы
управления, вызывающие макросы, написанные на Python и хранящиеся на RPI. Затем
элементы управления нужно добавить в HTML код страницы с помощью jQuery.
Делается это следующим образом:

button = webiopi().createButton("bt_up", "/\\", go_forward, stop); 
// создание кнопки с id bt_up, текстом /\, вызывающей функцию go_forward
$("#up").append(button); // добавление кнопки в div с id=up

Функция go_forward выглядит следующим образом:

function go_forward() {
      webiopi().callMacro("go_forward");
}

т.е. она просто вызывает макрос go_forward.
Поскольку мышкой нажимать на кнопки интерфейса не всегда удобно,
можно продублировать управление с клавиатуры:

 $(document).keydown(function(e)
{
      switch(e.which)
       {
            case 37:turn_left(); break;  //key Arroy left
            case 38:go_forward(); break;  // key Arroy up
            case 39:turn_right(); break;  //key Arroy right
           
case 40:go_backward(); break;  //key Arroy down
            case 32:stop(); break;  //key Space
            case 75:camera(); break; ..//key K
            case 80:photo(); break;  // key P
      }
});

Видео и фото в интерфейсе загружаются в соответствующий div после выполнения макроса:

      function camera() {      
            $("#vid").html('');
           
webiopi().callMacro("camera");
            $("#vid").html('<img width="320" height="240" 
src="http://raspberrypi.local:8001/?action=stream">');
      }
     function photo() {
            $("#ph").html('');
            webiopi().callMacro("photo");        
            $("#ph").html('Raspirobot/ph.jpg');
      }

Конфигурирование WebIOPi

Файл конфигурации находится в папке 

/etc/webiopi/

Он состоит из нескольких блоков наподобии ini файлов windows, интерес прежде всего
представляет блок, описывающий макросы:

[SCRIPTS]
# Load custom scripts syntax :
# name = sourcefile
#   each sourcefile may have setup, loop and destroy functions and macros
cambot =/usr/share/webiopi/htdocs/app/Raspirobot/cambot.py

В этот блок надо добавить строку в формате name = sourcefile со скриптом
python, содержащим макросы.

И второй блок, представляющий интерес – конфигурация сервера.
В нем можно задать номер порта, на котором будет работать сервер, путь к файлу
с паролем и корневую директорию для сервера.

[HTTP]
# HTTP Server configuration
enabled = true
port = 8000
# File containing sha256(base64("user:password"))
# Use webiopi-passwd command to generate it
passwd-file = /etc/webiopi/passwd
# Use doc-root to change default HTML and resource files location
#doc-root = /home/pi/webiopi/examples/scripts/macros
# Use welcome-file to change the default "Welcome" file
#welcome-file = index.html

Написание скрипта на Python

Для WebIOPi скрипт должен содержать функции setup и destroy которые будут вызываться
при запуске сервера и его выключении. Как правило, в этих функциях определяется
режим работы и состояние портов ввода-вывода.

Функции, которые должны быть доступны в web интерфейсе, должны предваряться
идентификатором @webiopi.macro. Например, так выглядит описание функции go_forward,
вызывающей движение робота вперед:

@webiopi.macro
def go_forward():
    left_forward()
    right_forward()

Для управления web-камерой используется команда call,
вызывающая соответствующий скрипт:

def camera_start():
    return_code = call("/usr/share/webiopi/htdocs/app/Raspirobot/stream.sh", shell=True)

В результате у меня получился следующий интерфейс:

Отладка приложения

Если страница на сервере с вашим приложением не открывается, скорее всего в
коде скрипта есть ошибка. Что бы ее локализовать, нужно запустить написанный
скрипт ( в моем случае, например, командой sudo python ./cambot.py и посмотреть
на получившиеся ошибки и предупреждения. Так же стоит посмотреть на ошибки в
лог-файле webiopi, расположенном в папке 

 /var/log/webiopi

Если страница загружается, но реакции на нажатия на элементы интерфейса нет – стоит
посмотреть ошибки в javascript.

Видео – работа робота

 Скачать исходники проекта

 

С уважением, Сергей Китаин

electronshik.ru единственный в России гипермаркет для электронщиков

 P.S. Обсудить тему рассылки, предложить темы для следующих выпусков,
задать вопросы можно в группе ВКонтакте или по электронной почте kitain@domko.ru

P.S.S. Популярные датчики, используемые вместе с RaspberryPi

 

CHR-UM6-LT Orientation Sensor

MinIMU-9 v2 Gyro. Accelerometer. Compass

URM37 V3.2 Ultrasonic Sensor

 

Pololu Carrier Distance Sensor 10cm

MMA7361L Accelerometer 1.5/6g

Sensor Set

 

DHT11 Temperature Humidity Sensor

Relay Module

MMA7341L 3-Axis Accelerometer _3/11

 

Joystick Module

Ultrasonic Ranging module

IR Object Detector
В избранное