如何利用树莓派实现物联网？

  本章主要讲述简便实现物联网，我们需要使用树莓派作为控制主板,使用python flask实现web服务器挂载，通过驱动板控制电机正反转，微信小程序作为远程控制终端，一起渐入IoT佳境吧！

智能窗帘概念图：





本次实验依赖的产品：

• Raspberry Pi 3B+ （既树莓派，含sd卡）
  
• 一台拥有HDMI接口的显示器
  
• UNL2003步进电机驱动器配套28BYJ-48步进电机
  
• 杜邦线若干
  
• 一台健康的电脑
  
  

起步

起初，我们需要为购买一张SD卡为树莓派烧录系统，这步操作网上有很多教程，在此不赘述。 一般烧录系统后的树莓派是有python环境的，如果没有的话，执行如下代码：

1.下载


wget https://www.python.org/ftp/python/3.7.0/Python-3.7.0.tgz
1
2.解压Python-3.7.0.tgz


tar -zxvf Python-3.7.0.tgz
1
3、建立一个空文件夹，用于存放python3程序


mkdir /usr/local/python3
1
4、执行配置文件，编译，编译安装


cd Python-3.7.0
./configure --prefix=/usr/local/python3
make && make install
安装完成没有提示错误便安装成功了


5、建立软连接


ln -s /usr/local/python3/bin/python3.7 /usr/bin/python3
ln -s /usr/local/python3/bin/pip3.7 /usr/bin/pip3


6、测试一下python3是否可以用


[root@mini Python-3.7.0]# python3
Python 3.7.0 (default, Jul 28 2018, 22:47:29)
[GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-28)] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> print("hello world!")
hello world!
>>> exit()
[root@mini Python-3.7.0]# pip3 --version
pip 10.0.1 from /usr/local/python3/lib/python3.7/site-packages/pip (python 3.7)


ok，写一段python小程序，没问题的话python就安装成功了。


硬件介绍

当我进入硬件环节的时候，对电机的了解及选配一筹莫展，得知此消息的同事奋不顾身拆开了自家电扇，囊中取物一般把他的罩极异步电机奉献给我（如下图）




对比我后入手的28BYJ-48电机





显然，这台沙包大小的电机沦为过客，暂时不会和它发生任何故事，随即把它还给了风扇。
连接设备

树莓派、电机、驱动器三端用杜邦线连接。
树莓派引脚图：





驱动器和电机连接很简单，四口线对接即可，这里要注意的是驱动器和树莓派连接：
可以通过上图看出 PIN02是我们要的正极5v电，然后负极接到Groud PIN06

• 5V (PIN-02)
  
• GND (PIN-06)
  
• in1 (PIN-35)
  
• in2 (PIN-36)
  
• in3 (PIN-38)
  
• in4(PIN-40)
  
  

注：PIN对应树莓派的引脚编号，in1~in4为驱动器引脚





编码

思路：（可参考前言模型图）
树莓派：核心主板兼服务提供者，需部署python flask搭建的web服务器，通过内网服务发布api接口，api接口中包含对硬件的一系列指令。
微信小程序：服务消费层，对接微型主板提供的程序操控api接口，以参数形式改变硬件设备的状态。
发布在树莓派上的python服务代码：

from flask import Flask, request
import json
import RPi.GPIO as GPIO
import time




app = Flask(__name__)


#对应引脚
IN1 = 35  # pin11
IN2 = 36
IN3 = 38
IN4 = 40




def setStep(w1, w2, w3, w4):
    GPIO.output(IN1, w1)
    GPIO.output(IN2, w2)
    GPIO.output(IN3, w3)
    GPIO.output(IN4, w4)


#停转
def stop():
    setStep(0, 0, 0, 0)


#电机反转
def backward(delay, steps):
    for i in range(0, steps):
        setStep(0, 0, 0, 1)
        time.sleep(delay)
        setStep(0, 0, 1, 0)
        time.sleep(delay)
        setStep(0, 1, 0, 0)
        time.sleep(delay)
        setStep(1, 0, 0, 0)
        time.sleep(delay)








#电机正转
def  forward(delay, steps):
    for i in range(0, steps):
        setStep(1, 0, 0, 0)
        time.sleep(delay)
        setStep(0, 1, 0, 0)
        time.sleep(delay)
        setStep(0, 0, 1, 0)
        time.sleep(delay)
        setStep(0, 0, 0, 1)
        time.sleep(delay)






def setup():
    GPIO.setwarnings(False)
    GPIO.setmode(GPIO.BOARD)  # Numbers GPIOs by physical location
    GPIO.setup(IN1, GPIO.OUT)  # Set pin's mode is output
    GPIO.setup(IN2, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(IN3, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(IN4, GPIO.OUT)




def loop():
    while True:
        print("backward...")
        forward(0.003, 360)  # 512 steps --- 360 angle


        # print
        # "stop..."
        # stop()  # stop
        # time.sleep(3)  # sleep 3s
        #
        # print
        # "forward..."
        # forward(0.005, 512)
        #
        # print
        # "stop..."
        # stop()
        # time.sleep(3)




def destroy():
    GPIO.cleanup()  # Release resource






#提供服务核心代码
@app.route("/action", methods=["GET"])
def index():

    setup()
    if int(request.args.get("state"))==0 :
        loop()
        print(request.args.get("state"))
        return "当前装置状态为开"
    else :
        destroy()
        return "当前装置状态为关"


if __name__ == '__main__':
    app.run(port='80',debug=True,host='0.0.0.0')
发布后即可通过链接 http://192.168.56.1/action (这里是我的内网ip，需要替换成自己的ip) 访问服务。
实现层微信小程序架构图：





只包含两个文件，学过前端的同学一目了然，这里可以理解成HTML和JavaScript
index.html 代码：

index.html 代码：




  
    {{textState}}
   
  
  
    当前状态：{{oneState}}
     
  



index.js 代码：


//index.js
//获取应用实例
const app = getApp()


Page({
  data: {
    motto: 'Hello World',
    userInfo: {},
    hasUserInfo: false,
    textState:'打开设备',
    oneState: '关'
  },
  
//主要函数
  changeState:function(e){
    var state =0;
    let that = this;

    if (that.data.oneState=='关'){
      state=0;
      that.setData({
        oneState:'开',
        textState:'关闭设备'
      })
    }else{
      that.setData({
        oneState: '关',
        textState: '打开设备'
      })
      state=1;
    }
      wx.request({
        url: 'http://192.168.56.1/action?state='+state,
        success: function(res) {
           console.log("状态为：" +state)
           console.log(res)
        }
      })
  }
})