1小時打造HaaS版小小蠻驢智能車

1. 案例簡介

阿裡在雲栖大會上釋出第一款機器人“小蠻驢”，瞬間激起千層浪。

無人車，智能物流，機器人等一些概念又火熱了一把。

借“小蠻驢”的東風以及火熱的HaaS，我們推出了更加親民的“小小蠻驢”，豐富HaaS的場景打造，吸引更多的開發者和企業來加入HaaS的生态建設。

2. 基礎知識

2.1 HaaS100開發闆

HaaS100 是一款物聯網場景中的标準開發闆，并配套嵌入到硬體中的軟體驅動及功能子產品，為使用者提供物聯網裝置高效開發服務。

HaaS100核心闆有着豐富的外設接口，如下所示：

詳細的資料參考

HaaS 100 硬體規格

。

2.2 驅動電機

驅動電機晶片是小車最重要的子產品之一，2A的強大輸出電流為小車提供滿滿的動力。

在驅動子產品接口的定義中包括：

IN1和IN2是控制小車的左電機，IN3和IN4是控制小車的右電機，ENA和ENB引腳為輸出使能管腳，高電平有效，IN1、IN2、IN3和IN4可以通過PWM脈沖調速。

電機控制：

IN1高電平，IN2低電平，左電機正傳；

IN1低電平，IN2高電平，左電機反傳；

IN3高電平，IN4低電平，右電機正傳；

IN3低電平，IN4高電平，右電機反傳。

2.3 超音波測距子產品

超音波測距一般有4個管腳：

GND：接公共地

VCC：供5V電源

Trigger：觸發控制，信号輸入引腳

Echo：回響信号輸出引腳

超音波測距原理是當發送的超音波遇到物體被發射回來，被接收端接收，然後通過發送信号到接收到回響的信号時間間隔可以測算出距離。

測距過程如下：HaaS100給Trigger引腳至少10uS的脈沖觸發信号，這時候超音波子產品發射8個40KHz的方波，然後子產品自動檢測是否有信号傳回。若檢測到回響信号，會通過Echo引腳輸出一個高電平脈沖，脈沖的寬度就是超音波從發射到傳回的時間t。假設小車距離障礙物距離L，2L=vt，L=vt/2，其中v聲音的傳播速度340m/s。

2.4 紅外避障子產品

紅外避障原理就是當障礙物靠近的時候，紅外接收到的發射光強度越來越大，是以增大了輸出的模拟信号，模拟信号接入比較器，經過比較器處理，輸出數字信号。讀取數字信号電平，就可以判斷前方是否有障礙物。

2.5 測速子產品

測速子產品主要原理是由碼盤結合光電傳感器，傳感器一端為發射光，另一端接收光，通過測量機關時間内脈沖個數得出小車的速度，本子產品采用施密特觸發器輸出的信号非常穩定( 去抖)。

3. 物料清單

智能車底闆電路

• 紅外接收頭子，實作紅外遙控小車
• 5V電源穩壓晶片
• 電機驅動晶片，電流可達2A，為小車提供強大的動力
• 電源訓示燈
• 保護二極管

其他豐富接口

• 電機接口
• 超音波子產品接口
• 舵機子產品接口
• 測速子產品接口
• 紅外避障子產品接口
• 電池座接口

• HaaS連接配接接口

  | 物料 | 規格 | 購買連結 |

  | :—: | :—: | :—: |

  | HaaS100開發闆 |

  | 阿裡雲

  天貓連結

  |

  | 智能車套件 | 提供完整一套小車配件，結合HaaS100，可以實作雲端釘控制 | 微雪

  微雪連結

4. 案例實作

本案例實作了小車模型中的電機控制部分，其他子產品部分開發者可以自己研究摸索。

4.1 硬體連接配接

驅動電機接口	HaaS100	I/O模式
IN1	GPIO47	O
IN2	GPIO40
ENA	GPIO24
IN3	GPIO26
IN4	GPIO46
ENB	GPIO25

4.2 軟體設計

4.2.1 雲端建立産品

參考

《一步步打造能手機遠端管理的HaaS花卉養植系統》

等系列文章，一步步在物聯網平台建立産品、對應的物模型以及裝置。也可以通過載入

TSL檔案

，一鍵生成物模型。

建立了HaaS電動車的産品名稱，然後定義了前進、後退、暫停、左轉、右轉等物模型屬性。

按照一步步操作，雲端建立産品、物模型以及裝置以後，我們可以擷取對應的三元組資訊。

4.2.2 裝置端代碼

1、 配置初始化

HaaS100裝置端電動小車參考代碼的路徑在：/solution/auto_demo/data_model_basic_demo.c下。

從物聯網雲平台建立的産品時候，可以擷取調試裝置的三元組資訊。如下所示：

//三元組資訊初始化

int demo_main(int argc, char *argv[])

{

int32_t res = STATE_SUCCESS;

void *dm_handle = NULL;

void *mqtt_handle = NULL;

char *url = "iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com"; /* 阿裡雲平台上海站點的域名字尾 */

char host[100] = {0}; /* 用這個數組拼接裝置連接配接的雲平台站點全位址, 規則是 ${productKey}.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com */

uint16_t port = 443; /* 無論裝置是否使用TLS連接配接阿裡雲平台, 目的端口都是443 */

aiot_sysdep_network_cred_t cred; /* 安全憑據結構體, 如果要用TLS, 這個結構體中配置CA憑證等參數 */

/* TODO: 替換為自己裝置的三元組 */

char *product_key = "産品key";

char *device_name = "裝置名";

char *device_secret = "裝置密鑰";

...

/* 主循環進入休眠 */

while (1) {

aos_msleep(1000);

}

}

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2、對驅動電機晶片控制引腳配置

參考代碼的路徑在：/solution/auto_demo/auto_drv.c下

int auto_gpio_init(void)

int ret = 0;

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.port = IN3_PIN;

temp_gpio.port = IN4_PIN;

temp_gpio.port = ENA_PIN;

temp_gpio.port = ENB_PIN;

//gpio open

fd = open("/dev/gpio", 0);

printf("open gpio %s, fd:%d\r\n", fd >= 0 ? "success" : "fail", fd);

GPIO_Set(ENA_PORT,1);

GPIO_Set(ENB_PORT,1);

stop_ctl();

aos_cli_register_command(&haas_cmd);

return ret;

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3、接收雲端控制指令

接受處理雲端的控制指令，包括後退、左轉、右轉、停止、前進等。

參考代碼的路徑在：/solution/auto_demo/data_model_basic_demo.c下

static void demo_dm_recv_handler(void *dm_handle, const aiot_dm_recv_t *recv, void *userdata)

uint8_t i;

printf("demo_dm_recv_handler, type = %d\r\n", recv->type);

switch (recv->type) {

/* 雲端下發的屬性設定 */

case AIOT_DMRECV_PROPERTY_SET: {

printf("msg_id = %ld, params = %.*s\r\n",

(unsigned long)recv->data.property_set.msg_id,

recv->data.property_set.params_len,

recv->data.property_set.params);

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

cJSON *root = cJSON_Parse(recv->data.property_set.params);

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

cJSON *value = cJSON_GetObjectItem(root,auto_temp[i]);

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

printf("%s is find!\r\n",auto_temp[i]);

break;

}

}

switch(i){

case 0:

back_ctl(); //後退

printf("---back\r\n");

break;

case 1:

left_ctl(); //左轉

printf("---left\r\n");

case 2:

right_ctl(); //右轉

printf("---right\r\n");

case 3:

stop_ctl(); //停止

printf("---stop\r\n");

case 4:

front_ctl(); //前進

printf("---front\r\n");

default:

break;

}

break;

....

default:

break;

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4.2.3 小程式開發

1、 雲端釘一體小程式SDK擷取

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

SDK相關代碼及操作readme在application/miniapp/目錄下。

2、 SDK目錄結構

.

├─ lib (存放依賴庫的檔案夾，使用者無需關心)

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

│ ├─ kitx

│ └─ iot-packet.js （封裝給使用者的檔案）

├─ pages （頁面檔案夾，使用者在這裡自定義頁面，示例持續更新中）

│ └─ index （首頁 選擇進入不同示例）

│ ├─ index.axml

│ ├─ index.js

│ ├─ index.acss

│ └─ index.json

│ └─ HaasCar （示例1 HaaS小小蠻驢）

│ ├─ HaasCar.axml （頁面布局檔案）

│ ├─ HaasCar.js （控制邏輯，使用者在這裡定義互動行為）

│ ├─ HaasCar.acss （頁面樣式）

│ ├─ HaasCar.json （頁面配置，用于配置頁面标題等）

│ └─ HaasCar.TSL.json （示例對應的TSL檔案，使用者可以在物聯網平台上導入該檔案生成物模型）

│ └─ HaasFlower （示例2 HaaS養花，目錄結構同 HaasCar）

├─ app.js （注冊小程式，在這裡進行全局參數配置，如 AccessKey）

├─ app.acss （小程式全局樣式）

├─ app.json （小程式全局配置，可以在這裡設定小程式打開的預設頁面）

└─ others

3、 SDK使用

使用小程式開發工具打開miniapp這個工程。

• step1 在app.js填寫 AccessKeyID 以及 AccessKeySecret ， 擷取雲端API調用權限
• step2 填寫目标裝置 DeviceName 以及 ProductKey，這裡是待控制的裝置

// app.js

let accessKey = {

accessKeyId: '<- accessKeyId ->', // 填入阿裡雲平台生成的 assessKeyId 以及 Secret

accessKeySecret: '<- accessKeySecret ->',

// HaasCar.js

let device = {

DeviceName: '<- DeviceName ->', // 填入目标裝置 DeviceName 以及 ProductKey

ProductKey: '<- ProductKey ->'

代碼中提到的幾個關鍵參數：

• AccessKeyID AccessKeySecret

雲賬号AccessKey是使用者通路阿裡雲API的密鑰。（

https://usercenter.console.aliyun.com/#/manage/ak

）

安全起見，我們可以采取建立

RAM子賬号

的形式，來對權限進行分離。

建立完成後，需要手動配置設定權限，點選右側，添權重限。我這裡直接選擇了 **AdministratorAccess。 **添加完成後如下。

• DeviceName ProducKey

這兩個參數在

建立裝置

時生成。

4、 編譯驗證

點選小程式IDE右上角“真機調試”按鈕，等待二維碼生成後，使用釘釘APP掃碼，即可發起小程式。

4.3 開發環境搭建、編譯、燒入、運作

4.3.1 AliOS Things開發環境搭建

開發環境的搭建請參考

《aos-studio使用說明之搭建開發環境》

，其中詳細的介紹了AliOS Things 3.3的IDE內建開發環境的搭建流程。

4.3.2 電動小車代碼下載下傳

智能語音播放器的代碼下載下傳請參考

《aos-studio使用說明之建立工程》

，其中，

選擇解決方案: “電動小車案例”

選擇開發闆: HaaS100

4.3.3 代碼編譯、燒錄

編譯auto_demo的過程如下：

– 編譯固件可參考

《aos-studio使用說明之編譯固件》

– 燒錄固件可參考

《aos-studio使用說明之燒錄固件》

4.3.4 運作

運作列印資訊

5. 總結

這麼豐富詳細的操作步驟，開發者朋友是不是也用了1小時就打造出自己的小小蠻驢電動小車了呢_

我相信有上面這麼詳細的一步步說明，大家都自己獨立完成了電動小車的打造，并且實作了雲端釘控制。大家以此為出發點，挖掘越多有意思的智能硬體，通過借助HaaS這樣豐富的生态，讓很多不智能的裝置也很容易的智能化起來。

開發者支援

HaaS官方：

https://haas.iot.aliyun.com/

HaaS技術社群：

https://blog.csdn.net/HaaSTech

開發者釘釘群和公衆号見下圖，開發者釘釘群每天都有技術支援同學值班。