1小时打造HaaS版小小蛮驴智能车

前言

2020年云栖大会上，阿里云发布了一款机器人“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，全面开放的云、端、钉示例也能助力开发者学习全链路知识，吸引更多的开发者和企业来加入HaaS的生态建设。

 

1、认识一下小小蛮驴真面目

1.1、组件部分

HaaS100核心板

HaaS100是一款物联网场景中的标准硬件，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HaaS100 硬件规格。

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

1.2、重要模块介绍

1.2.1、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。

驱动模块的接口定义

接口	HaaS100	模式
IN1	GPIO47	O
IN2	GPIO40	O
ENA	GPIO24	O
IN3	GPIO26	O
IN4	GPIO46	O
ENB	GPIO25	O

其中，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。

1.2.2、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。

1.2.3、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。

1.2.4、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)。

 

2、云端小小蛮驴产品创建

参考基于《一步步打造能手机远程管理的HaaS花卉养植系统》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。

 

2.1、云端产品创建展示

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四元组信息。

 

3、HaaS电动小车软件开发

3.1、配置初始化

HaaS100设备端电动小车参考代码的路径在：/application/example/auto_demo下。

从物联网云平台创建的产品时候，可以获取调试设备的四元组信息。如下所示：

//四元组信息初始化
#define PRODUCT_KEY "*******"
#define PRODUCT_SECRET "*******"
#define DEVICE_NAME "*******"
#define DEVICE_SECRET "*******"

对驱动电机芯片控制引脚配置

int auto_gpio_init(void)
{
    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.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;
    hal_gpio_init(&temp_gpio);
	temp_gpio.port = IN3_PIN;
    temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;
    hal_gpio_init(&temp_gpio);
	temp_gpio.port = IN4_PIN;
    temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;
    hal_gpio_init(&temp_gpio);

	temp_gpio.port = ENA_PIN;
    temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;
    hal_gpio_init(&temp_gpio);
	temp_gpio.port = ENB_PIN;
    temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;
    hal_gpio_init(&temp_gpio);

	GPIO_Set(ENA_PORT,1); //使能驱动电机左
	GPIO_Set(ENB_PORT,1);//使能驱动电机右
	stop_ctl();
}

3.2、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。

char *auto_temp[5]={"back","left","right","stop","front"};
static int user_property_set_event_handler(const int devid, const char *request, const int request_len)
{
    int res = 0;
    char i =0,*auto_c;
    cJSON *root = cJSON_Parse(request)
    for(i=0;i<5;i++){
        auto_c = auto_temp[i];
        cJSON *value = cJSON_GetObjectItem(root,auto_c);
        if (value == NULL || !cJSON_IsNumber(value)) {
            EXAMPLE_TRACE("not find %d",i);        
        }
        else{
            goto hass_send;
        }
    }
    cJSON_Delete(root);
    if(i == 5){
        EXAMPLE_TRACE("not find %d",i);       
        return -1;
    }
hass_send:
    switch(i){
        case 0:
            back_ctl();
            EXAMPLE_TRACE("---back");
        break;

        case 1:
            left_ctl();
            EXAMPLE_TRACE("---left");
        break;

        case 2:
            right_ctl();
            EXAMPLE_TRACE("---right");
        break;

        case 3:
            stop_ctl();
            EXAMPLE_TRACE("---stop");
        break;

        case 4:
            front_ctl();
            EXAMPLE_TRACE("---front");
        break;

        default:
            break;
    }
    res = IOT_Linkkit_Report(EXAMPLE_MASTER_DEVID, ITM_MSG_POST_PROPERTY,
                             (unsigned char *)request, request_len);
    return 0;
}

 

3.3、HaaS电动车小程序开发

3.3.1、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。

3.3.2、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）
│    ├─ 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

3.3.3、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。

3.3.4、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。

 

3.4、效果展示

 

4、开发者技术支持

如需更多技术支持，可加入钉钉开发者群

更多技术与解决方案介绍，请访问阿里云AIoT首页https://iot.aliyun.com/