1小时打造HaaS版小小蛮驴智能车

1. 案例简介

阿里在云栖大会上发布第一款机器人“小蛮驴”，瞬间激起千层浪。

无人车，智能物流，机器人等一些概念又火热了一把。

借“小蛮驴”的东风以及火热的HaaS，我们推出了更加亲民的“小小蛮驴”，丰富HaaS的场景打造，吸引更多的开发者和企业来加入HaaS的生态建设。

2. 基础知识

2.1 HaaS100开发板

HaaS100 是一款物联网场景中的标准开发板，并配套嵌入到硬件中的软件驱动及功能模块，为用户提供物联网设备高效开发服务。

HaaS100核心板有着丰富的外设接口，如下所示：

详细的资料参考

HaaS 100 硬件规格

。

2.2 驱动电机

驱动电机芯片是小车最重要的模块之一，2A的强大输出电流为小车提供满满的动力。

在驱动模块接口的定义中包括：

IN1和IN2是控制小车的左电机，IN3和IN4是控制小车的右电机，ENA和ENB引脚为输出使能管脚，高电平有效，IN1、IN2、IN3和IN4可以通过PWM脉冲调速。

电机控制：

IN1高电平，IN2低电平，左电机正传；

IN1低电平，IN2高电平，左电机反传；

IN3高电平，IN4低电平，右电机正传；

IN3低电平，IN4高电平，右电机反传。

2.3 超声波测距模块

超声波测距一般有4个管脚：

GND：接公共地

VCC：供5V电源

Trigger：触发控制，信号输入引脚

Echo：回响信号输出引脚

超声波测距原理是当发送的超声波遇到物体被发射回来，被接收端接收，然后通过发送信号到接收到回响的信号时间间隔可以测算出距离。

测距过程如下：HaaS100给Trigger引脚至少10uS的脉冲触发信号，这时候超声波模块发射8个40KHz的方波，然后模块自动检测是否有信号返回。若检测到回响信号，会通过Echo引脚输出一个高电平脉冲，脉冲的宽度就是超声波从发射到返回的时间t。假设小车距离障碍物距离L，2L=vt，L=vt/2，其中v声音的传播速度340m/s。

2.4 红外避障模块

红外避障原理就是当障碍物靠近的时候，红外接收到的发射光强度越来越大，所以增大了输出的模拟信号，模拟信号接入比较器，经过比较器处理，输出数字信号。读取数字信号电平，就可以判断前方是否有障碍物。

2.5 测速模块

测速模块主要原理是由码盘结合光电传感器，传感器一端为发射光，另一端接收光，通过测量单位时间内脉冲个数得出小车的速度，本模块采用施密特触发器输出的信号非常稳定( 去抖)。

3. 物料清单

智能车底板电路

• 红外接收头子，实现红外遥控小车
• 5V电源稳压芯片
• 电机驱动芯片，电流可达2A，为小车提供强大的动力
• 电源指示灯
• 保护二极管

其他丰富接口

• 电机接口
• 超声波模块接口
• 舵机模块接口
• 测速模块接口
• 红外避障模块接口
• 电池座接口

• HaaS连接接口

  | 物料 | 规格 | 购买链接 |

  | :—: | :—: | :—: |

  | HaaS100开发板 |

  | 阿里云

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  |

  | 智能车套件 | 提供完整一套小车配件，结合HaaS100，可以实现云端钉控制 | 微雪

  微雪链接

4. 案例实现

本案例实现了小车模型中的电机控制部分，其他模块部分开发者可以自己研究摸索。

4.1 硬件连接

驱动电机接口	HaaS100	I/O模式
IN1	GPIO47	O
IN2	GPIO40
ENA	GPIO24
IN3	GPIO26
IN4	GPIO46
ENB	GPIO25

4.2 软件设计

4.2.1 云端创建产品

参考

《一步步打造能手机远程管理的HaaS花卉养植系统》

等系列文章，一步步在物联网平台创建产品、对应的物模型以及设备。也可以通过载入

TSL文件

，一键生成物模型。

创建了HaaS电动车的产品名称，然后定义了前进、后退、暂停、左转、右转等物模型属性。

按照一步步操作，云端创建产品、物模型以及设备以后，我们可以获取对应的三元组信息。

4.2.2 设备端代码

1、 配置初始化

HaaS100设备端电动小车参考代码的路径在：/solution/auto_demo/data_model_basic_demo.c下。

从物联网云平台创建的产品时候，可以获取调试设备的三元组信息。如下所示：

//三元组信息初始化

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"; /* 阿里云平台上海站点的域名后缀 */

char host[100] = {0}; /* 用这个数组拼接设备连接的云平台站点全地址, 规则是 ${productKey}.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com */

uint16_t port = 443; /* 无论设备是否使用TLS连接阿里云平台, 目的端口都是443 */

aiot_sysdep_network_cred_t cred; /* 安全凭据结构体, 如果要用TLS, 这个结构体中配置CA证书等参数 */

/* TODO: 替换为自己设备的三元组 */

char *product_key = "产品key";

char *device_name = "设备名";

char *device_secret = "设备密钥";

...

/* 主循环进入休眠 */

while (1) {

aos_msleep(1000);

}

}

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2、对驱动电机芯片控制引脚配置

参考代码的路径在：/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、接收云端控制命令

接受处理云端的控制命令，包括后退、左转、右转、停止、前进等。

参考代码的路径在：/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) {

/* 云端下发的属性设置 */

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(); //后退

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

break;

case 1:

left_ctl(); //左转

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

case 2:

right_ctl(); //右转

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

case 3:

stop_ctl(); //停止

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

case 4:

front_ctl(); //前进

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

default:

break;

}

break;

....

default:

break;

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4.2.3 小程序开发

1、 云端钉一体小程序SDK获取

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

SDK相关代码及操作readme在application/miniapp/目录下。

2、 SDK目录结构

.

├─ lib (存放依赖库的文件夹，用户无需关心)

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

│ ├─ kitx

│ └─ iot-packet.js （封装给用户的文件）

├─ pages （页面文件夹，用户在这里自定义页面，示例持续更新中）

│ └─ index （首页 选择进入不同示例）

│ ├─ index.axml

│ ├─ index.js

│ ├─ index.acss

│ └─ index.json

│ └─ HaasCar （示例1 HaaS小小蛮驴）

│ ├─ HaasCar.axml （页面布局文件）

│ ├─ HaasCar.js （控制逻辑，用户在这里定义交互行为）

│ ├─ HaasCar.acss （页面样式）

│ ├─ HaasCar.json （页面配置，用于配置页面标题等）

│ └─ HaasCar.TSL.json （示例对应的TSL文件，用户可以在物联网平台上导入该文件生成物模型）

│ └─ HaasFlower （示例2 HaaS养花，目录结构同 HaasCar）

├─ app.js （注册小程序，在这里进行全局参数配置，如 AccessKey）

├─ app.acss （小程序全局样式）

├─ app.json （小程序全局配置，可以在这里设置小程序打开的默认页面）

└─ others

3、 SDK使用

使用小程序开发工具打开miniapp这个工程。

• step1 在app.js填写 AccessKeyID 以及 AccessKeySecret ， 获取云端API调用权限
• step2 填写目标设备 DeviceName 以及 ProductKey，这里是待控制的设备

// app.js

let accessKey = {

accessKeyId: '<- accessKeyId ->', // 填入阿里云平台生成的 assessKeyId 以及 Secret

accessKeySecret: '<- accessKeySecret ->',

// HaasCar.js

let device = {

DeviceName: '<- DeviceName ->', // 填入目标设备 DeviceName 以及 ProductKey

ProductKey: '<- ProductKey ->'

代码中提到的几个关键参数：

• AccessKeyID AccessKeySecret

云账号AccessKey是用户访问阿里云API的密钥。（

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

）

安全起见，我们可以采取创建

RAM子账号

的形式，来对权限进行分离。

创建完成后，需要手动分配权限，点击右侧，添加权限。我这里直接选择了 **AdministratorAccess。 **添加完成后如下。

• DeviceName ProducKey

这两个参数在

创建设备

时生成。

4、 编译验证

点击小程序IDE右上角“真机调试”按钮，等待二维码生成后，使用钉钉APP扫码，即可发起小程序。

4.3 开发环境搭建、编译、烧入、运行

4.3.1 AliOS Things开发环境搭建

开发环境的搭建请参考

《aos-studio使用说明之搭建开发环境》

，其中详细的介绍了AliOS Things 3.3的IDE集成开发环境的搭建流程。

4.3.2 电动小车代码下载

智能语音播放器的代码下载请参考

《aos-studio使用说明之创建工程》

，其中，

选择解决方案: “电动小车案例”

选择开发板: HaaS100

4.3.3 代码编译、烧录

编译auto_demo的过程如下：

– 编译固件可参考

《aos-studio使用说明之编译固件》

– 烧录固件可参考

《aos-studio使用说明之烧录固件》

4.3.4 运行

运行打印信息

5. 总结

这么丰富详细的操作步骤，开发者朋友是不是也用了1小时就打造出自己的小小蛮驴电动小车了呢_

我相信有上面这么详细的一步步说明，大家都自己独立完成了电动小车的打造，并且实现了云端钉控制。大家以此为出发点，挖掘越多有意思的智能硬件，通过借助HaaS这样丰富的生态，让很多不智能的设备也很容易的智能化起来。

开发者支持

HaaS官方：

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

HaaS技术社区：

https://blog.csdn.net/HaaSTech

开发者钉钉群和公众号见下图，开发者钉钉群每天都有技术支持同学值班。