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树莓派通过java控制麦克纳姆轮小车程序摘要试验目标：

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我是靠谱客的博主 寒冷手链，最近开发中收集的这篇文章主要介绍树莓派通过java控制麦克纳姆轮小车程序摘要试验目标：，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

程序摘要

    @RequestMapping(value = "/opt" , method = RequestMethod.POST)
    String moveType(@RequestParam(value = "speed") int speed,@RequestParam(value = "opt") String opt) {
        logger.info("{}，速度为：{}",MoveTypeEnum.forward.getOptName(),speed);
        new Thread(){
            @Override
           public void run(){
                Car.opt_type(speed,opt);//小车运动
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }.start();
        return "运动...";
    }

试验目标：

      1.针对自主研发麦克纳姆轮，配合小车底盘，编写对应Java程序

      2.提供一个java springboot的项目，打包好以后，放到树莓派中，运行，项目提供出restful风格的接口，对小车进行远程控制。

      3.通过远程接口。控制小车的前进，后退，直接左向运动，直接右方向运动。

      这样做，是为了后面通过集群化的方式进行处理打下基础。

定义与范围划分：

    1.载体：小车底盘，轮子等非电子类物品统称为载体。

    2.控制中心：树莓派称为控制中心

    3.电子部件: 42步进电机，TB6600电机驱动，电源，电线等称为电子设备，驱动又称为芯片，

    4.软件部分：java语言与其操作系统划分为软件部分

========================================================================

一.准备

    思路：通过java web程序，通过接口的方式，控制小车的前进，停止前进功能。由于小车的轮子比较特殊，用的是麦克纳姆轮，所以可以做到直接右直行，左直行等。本文程序只有一个方向的行进，为了方便测试，提供停止运动接口。

 1.控制中心

树莓派4b（对树莓派的使用不熟悉或者对java不熟悉的同学请关注专栏，可以提供一些指导）

代码编写与管理平台（方便网页控制）

2.电子设备 

电机驱动TB6600*2

42步进电机 *4

电源盒（24v电源变压器或者12v电池，不能用1.5v，电压不够）

电源线若干

3.软件与程序 

centos7 32位

java的运行编译环境jdk8

其中包括控制小车运动轨迹的pid算法

4.载体

麦克纳姆轮两左两右共四个

小车底盘

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

二.电路连接示意图

2.树莓派引脚示意图，GPIO与物理位序的映射

æ èæ´¾å¼è

 

2.树莓派与TB6600连接图

3.物理图

具体链接线使用了中转连接头的方式。详情请留言

4.电源

电源使用了与之前控制单个电机的方式是一样的。

5.TB6600配置

参考控制单个电机的 树莓派通过TB6600控制单个步进电机

-----------------------------------------------------------------------------------

三.程序部分

项目地址：https://github.com/jiaozg22/global-fairy-top-pi4j.git

 

项目框架：   spring boot

中 间  件：    maven，git，pi4j，wiringpi.需要在树莓派上提前安装并配置成功，才能部署运行

测试工具：   jmeter

 

为了详细讲解代码部分，将项目进行拆分为以下几部分：pom文件，接口，核心类文件，测试文件

1.pom文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.3.3.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>top.fairy.global</groupId>
    <artifactId>global-fairy-top-pi4j</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <url>https://www.pi4j.com</url>
    <name>global-fairy-top-pi4j</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>

    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
        <project.version>1.2</project.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>javax.servlet</groupId>
            <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
            <version>3.1.0</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <groupId>org.junit.vintage</groupId>
                    <artifactId>junit-vintage-engine</artifactId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.pi4j/pi4j-core -->
        <dependency>
            <groupId>com.pi4j</groupId>
            <artifactId>pi4j-core</artifactId>
            <version>1.2</version>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.pi4j/pi4j-device -->
        <dependency>
            <groupId>com.pi4j</groupId>
            <artifactId>pi4j-device</artifactId>
            <version>1.2</version>
        </dependency>

        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.pi4j/pi4j-gpio-extension -->
        <dependency>
            <groupId>com.pi4j</groupId>
            <artifactId>pi4j-gpio-extension</artifactId>
            <version>1.2</version>
        </dependency>

    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>

            <plugin>
                <groupId>org.apache.tomcat.maven</groupId>
                <artifactId>tomcat7-maven-plugin</artifactId>
                <version>2.2</version>
                <configuration>
                    <port>8081</port>
                    <path>/</path>
                    <uriEncoding>utf-8</uriEncoding>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

2.接口文件

package top.fairy.global.globalfairytoppi4j.action;

import com.pi4j.io.gpio.*;
import com.pi4j.util.CommandArgumentParser;
import com.pi4j.util.ConsoleColor;
import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import top.fairy.global.globalfairytoppi4j.basic.Car;
import top.fairy.global.globalfairytoppi4j.basic.ControlCenter;
import top.fairy.global.globalfairytoppi4j.basic.MoveTypeEnum;
import top.fairy.global.globalfairytoppi4j.utils.GpioUtil;

/**
 * @author jiao_zg22
 * @version 1.0
 * @description 接口
 * @date 2020/12/4 23:11
 */
@RestController
@SpringBootApplication
@RequestMapping(value = "/driver")
public class DriverControllor {
    private static final Logger logger = LogManager.getLogger();

    //这里使用@RequestMapping注解表示该方法对应的二级上下文路径
    @RequestMapping(value = "/startPi", method = RequestMethod.GET)
    String getUserByGet(@RequestParam(value = "userName") String userName) {
        logger.info("startPi");
        //检查启动的各种状态
        String result= "";
//        ControlCenter.linkToMotor();


        return result;
    }

    //这里使用@RequestMapping注解表示该方法对应的二级上下文路径
    @RequestMapping(value = "/opt" , method = RequestMethod.POST)
    String moveType(@RequestParam(value = "speed") int speed,@RequestParam(value = "opt") String opt) {
        logger.info("{}，速度为：{}",MoveTypeEnum.forward.getOptName(),speed);

        new Thread(){
            @Override
           public void run(){
                Car.opt_type(speed,opt);//小车运动
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }.start();


        return "运动...";
    }


    //这里使用@RequestMapping注解表示该方法对应的二级上下文路径
    @RequestMapping(value = "/stop" , method = RequestMethod.GET)
    String stop(@RequestParam(value = "stop") String stop) {
        logger.info("操作：stop");
        Car.stop();


        return "运动...";
    }
}

3.核心类

package top.fairy.global.globalfairytoppi4j.basic;

import com.pi4j.io.gpio.PinState;
import com.pi4j.wiringpi.SoftPwm;
import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;

/**
 * @author jiao_zg22
 * @version 1.0
 * @description 接口
 * @date 2020/12/4 23:16
 */
public class Car {
    private static final Logger logger = LogManager.getLogger();
    private static ControlCenter controlCenter = new ControlCenter();

    /**
     *
     * @description:运动
     * @author: jiao_zg22
     * @time: 2020/12/13 17:08
     */
    public static void opt_type(int speed,String optKey){

        com.pi4j.wiringpi.Gpio.wiringPiSetup();
        if(MoveTypeEnum.forward.getOptKey().equals(optKey)){

            // create soft-pwm pins (min=0 ; max=100)
            int setSpeedErrorNO = SoftPwm.softPwmCreate(29, 0, speed);

            Long timestamp = System.currentTimeMillis();
            controlCenter.MS42_AL_ENA_PLUS.setState(PinState.LOW);
            controlCenter.MS42_AL_DIR_PLUS.setState(PinState.LOW);

            controlCenter.MS42_AR_ENA_PLUS.setState(PinState.LOW);
            controlCenter.MS42_AR_DIR_PLUS.setState(PinState.HIGH);
//            ControlCenter.MS42_AL_PUL_PLUS.setPwmRange(100);
//            ControlCenter.MS42_AL_PUL_PLUS.setPwm(speed);
            // continuous loop
            while (true) {
                for (int i = 1; i <= 6; i++) {
                    SoftPwm.softPwmStop(29);
                    SoftPwm.softPwmCreate(29, 0, speed);
                    SoftPwm.softPwmWrite(29, i);


                    SoftPwm.softPwmStop(28);
                    SoftPwm.softPwmCreate(28, 0, speed);
                    SoftPwm.softPwmWrite(28, i);
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    timestamp = System.currentTimeMillis();
                    logger.info(timestamp);
                }


//            ControlCenter.MS42_AR_PUL_PLUS.setPwmRange(100);
//            ControlCenter.MS42_AR_PUL_PLUS.setPwm(speed);

            }



        }else if(MoveTypeEnum.left.getOptKey().equals(optKey)){
            controlCenter.MS42_AL_ENA_PLUS.setState(PinState.HIGH);
            controlCenter.MS42_AL_DIR_PLUS.setState(PinState.LOW);
//            ControlCenter.MS42_AL_PUL_PLUS.setPwmRange(speed);

            controlCenter.MS42_AR_ENA_PLUS.setState(PinState.HIGH);
            controlCenter.MS42_AR_DIR_PLUS.setState(PinState.LOW);
//            ControlCenter.MS42_AR_PUL_PLUS.setPwmRange(speed);
        }else if(MoveTypeEnum.right.getOptKey().equals(optKey)){
            controlCenter.MS42_AL_ENA_PLUS.setState(PinState.HIGH);
            controlCenter.MS42_AL_DIR_PLUS.setState(PinState.LOW);
//            ControlCenter.MS42_AL_PUL_PLUS.setPwmRange(speed);

            controlCenter.MS42_AR_ENA_PLUS.setState(PinState.HIGH);
            controlCenter.MS42_AR_DIR_PLUS.setState(PinState.HIGH);
//            ControlCenter.MS42_AR_PUL_PLUS.setPwmRange(speed);
        }else if(MoveTypeEnum.back.getOptKey().equals(optKey)){
            controlCenter.MS42_AL_ENA_PLUS.setState(PinState.HIGH);
            controlCenter.MS42_AL_DIR_PLUS.setState(PinState.LOW);
//            ControlCenter.MS42_AL_PUL_PLUS.setPwmRange(speed);

            controlCenter.MS42_AR_ENA_PLUS.setState(PinState.HIGH);
            controlCenter.MS42_AR_DIR_PLUS.setState(PinState.LOW);
//            ControlCenter.MS42_AR_PUL_PLUS.setPwmRange(speed);
        }

        logger.info("运动");
    }

    public static String stop() {

        logger.info("操作：stop");
        controlCenter.MS42_AL_ENA_PLUS.setState(PinState.HIGH);
        controlCenter.MS42_AR_ENA_PLUS.setState(PinState.HIGH);

//        ControlCenter.MS42_AL_PUL_PLUS.setShutdownOptions(true, PinState.LOW, PinPullResistance.OFF);
//        ControlCenter.MS42_AR_PUL_PLUS.setShutdownOptions(true, PinState.LOW, PinPullResistance.OFF);

        controlCenter.gpio.shutdown();
//        controlCenter.gpio.unprovisionPin(controlCenter.MS42_AL_PUL_PLUS,controlCenter.MS42_AR_PUL_PLUS);
        return "运动停止成功";
    }

    public static String autoMove(int speed){

        controlCenter.MS42_AL_ENA_PLUS.setState(PinState.HIGH);
        controlCenter.MS42_AL_DIR_PLUS.setState(PinState.HIGH);
//        controlCenter.MS42_AL_PUL_PLUS.setPwmRange(speed);

        controlCenter.MS42_AR_ENA_PLUS.setState(PinState.HIGH);
        controlCenter.MS42_AR_DIR_PLUS.setState(PinState.HIGH);
//        controlCenter.MS42_AR_PUL_PLUS.setPwmRange(speed);



        //启动自动运行处理器，进行突发事件监听，并根据情况自动调用突发事件处理程序
        //TODO:JIAO_ZG22
        return "自动运行中";
    }
}

package top.fairy.global.globalfairytoppi4j.basic;


/**
 * @author jiao_zg22
 * @version 1.0
 * @description 树莓派与TB6600电机的连接针脚
 * 详细电路连接，请参考resources目录下的static.doc文件夹
 * @date 2020/12/7 20:07
 */
public class TB6600DriverLinkPi implements LinkStrategy {

    public MotorDriver driver_AL_BR = new MotorDriver();//左前，右后控制驱动
    public MotorDriver driver_AR_BL = new MotorDriver();//右前，左后控制驱动

    public void TB6600DriverLinkPi(){}

    /**
     *
     * @description:生成一次连接的TB6600DriverLinkPi实例之后，后面对这次连接实例TB6600DriverLinkPi的操作，是针对相同的一组操作对象pi,chip的操作
     * @author: jiao_zg22
     * @time: 2020/12/8 0:02
     */
    public void TB6600DriverLinkPi(MotorDriver al_br,MotorDriver ar_bl) throws Exception {
        if(al_br == null || ar_bl == null){
            throw new Exception("连接的芯片不能为空");
        }

        driver_AL_BR = al_br;
        driver_AR_BL = ar_bl;
    }


    @Override
    public void setModule(String module) {
        CathodeModule cathodeModule = new CathodeModule(null);
    }

    @Override
    public boolean link() {
        ControlCenter controlCenter = new ControlCenter();
        driver_AL_BR.IN_ENA_PLUS = controlCenter.MS42_AL_ENA_PLUS;
        driver_AL_BR.IN_DIR_PLUS = controlCenter.MS42_AL_DIR_PLUS;
//        driver_AL_BR.IN_PUL_PLUS = controlCenter.MS42_AL_PUL_PLUS;

        driver_AR_BL.IN_ENA_PLUS = controlCenter.MS42_AR_ENA_PLUS;
        driver_AR_BL.IN_DIR_PLUS = controlCenter.MS42_AR_DIR_PLUS;
//        driver_AR_BL.IN_PUL_PLUS = controlCenter.MS42_AR_PUL_PLUS;

        //TODO:jiao_zg22 判断策略
        return false;
    }
}

类文件比较多，需要的请到github上进行下载。如果有同学不清楚github如何使用，请关注博主专栏【编程初学者】

4.测试文件

链接：https://pan.baidu.com/s/10fpFwfoik9zx05Gy748Xsw 
提取码：qujh 

或者可以自己写测试接口。就是简单的post，get方式的接口


四.部署与运行

把树莓派与小车电机等组装成功以后，将代码打包成jar文件。具体的操作：

进入到开发工具如ide，运行maven，mvn clean compile package .然后找到对应的target目录下找到打包好的jar文件。

用ftp上传到树莓派/opt/software 目录下。

使用 java -jar global-fairy-top-pi4j-0.0.1-SNAPSHOT.jar 命令启动。看到端口8088启动成功。

然后通过jmeter，运行绿色的执行按钮，即可启动，如果需要停止，需要将运行接口的测试用例置位disable，将stop接口置位enable

五.测试视频

演示程序

 

附：由于内容较多，一篇文章篇幅有限，有需要的同学可以通过私信或者留言，对于通用性的问题会补充到文章中去。需要学习的小伙伴可以留言沟通。

 

最后

以上就是寒冷手链为你收集整理的树莓派通过java控制麦克纳姆轮小车程序摘要试验目标：的全部内容，希望文章能够帮你解决树莓派通过java控制麦克纳姆轮小车程序摘要试验目标：所遇到的程序开发问题。

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本图文内容来源于网友提供，作为学习参考使用，或来自网络收集整理，版权属于原作者所有。
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