README.md
1@page auto_demo 智能小车：用钉钉小程序通过HaaS100控制驱动电机示例
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5# 1. 案例简介
6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。
7无人车，智能物流，机器人等一些概念又火热了一把。
8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。
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10<div align=left display=flex>
11 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i4/O1CN015lnEkx1YPrSlCgbt1_!!6000000003052-2-tps-1494-836.png" style="max-width:800px;" />
12</div>
13
14# 2. 基础知识
15## 2.1 HaaS100开发板
16**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。
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18<div align=left display=flex>
19 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i2/O1CN014x98oj1VvVzSI77gV_!!6000000002715-2-tps-443-443.png" style="max-width:800px;" />
20</div>
21
22HaaS100核心板有着丰富的外设接口，如下所示：
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24<div align=left display=flex>
25 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i2/O1CN01AkNnOF1Xjj1eTBpQC_!!6000000002960-2-tps-586-886.png" style="max-width:800px;" />
26</div>
27
28详细的资料参考[HaaS 100 硬件规格](https://help.aliyun.com/document_detail/184186.html?spm=a2c4g.11186623.6.645.718015814zDYZt)。
29## 2.2 驱动电机
30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。
31在驱动模块接口的定义中包括：
32IN1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。
33**电机控制：**
34IN1高电平，IN2低电平，左电机正传；
35IN1低电平，IN2高电平，左电机反传；
36IN3高电平，IN4低电平，右电机正传；
37IN3低电平，IN4高电平，右电机反传。
38## 2.3 超声波测距模块
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40<div align=left display=flex>
41 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i3/O1CN01AtDCHG1RGyT25beU1_!!6000000002085-2-tps-306-224.png" style="max-width:800px;" />
42</div>
43
44超声波测距一般有4个管脚：
45GND：接公共地
46VCC：供5V电源
47Trigger：触发控制，信号输入引脚
48Echo：回响信号输出引脚
49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。
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51<div align=left display=flex>
52 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i4/O1CN01HlxSHP1uPmwqZNECA_!!6000000006030-2-tps-529-301.png" style="max-width:800px;" />
53</div>
54
55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。
56## 2.4 红外避障模块
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58<div align=left display=flex>
59 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i2/O1CN01mnq7sM1VcHM2MvPg1_!!6000000002673-2-tps-357-287.png" style="max-width:800px;" />
60</div>
61
62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。
63## 2.5 测速模块
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65<div align=left display=flex>
66 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i3/O1CN01hD5RKK23hUnn3dVj7_!!6000000007287-2-tps-211-190.png" style="max-width:800px;" />
67</div>
68
69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)。
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71# 3. 物料清单
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73<div align=left display=flex>
74 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i4/O1CN01GKC2T91ypfnRGftsi_!!6000000006628-2-tps-1432-660.png" style="max-width:800px;" />
75</div>
76
77**智能车底板电路**
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79- 红外接收头子，实现红外遥控小车
80- 5V电源稳压芯片
81- 电机驱动芯片，电流可达2A，为小车提供强大的动力
82- 电源指示灯
83- 保护二极管
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85**其他丰富接口**
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87- 电机接口
88- 超声波模块接口
89- 舵机模块接口
90- 测速模块接口
91- 红外避障模块接口
92- 电池座接口
93- HaaS连接接口
94| **物料** | **规格** | **购买链接** |
95| :---: | :---: | :---: |
96| HaaS100开发板 | - | 阿里云[天猫链接](https://detail.tmall.com/item.htm?spm=a230r.1.14.16.13123b209835rz&id=627354125244&ns=1&abbucket=16) |
97| 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](https://www.waveshare.net/shop/AlphaBot.htm) |
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99# 4. 案例实现
100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。
101## 4.1 硬件连接
102| **驱动电机接口** | **HaaS100** | **I/O模式** |
103| :---: | :---: | :---: |
104| **IN1** | **GPIO47** | **O** |
105| **IN2** | **GPIO40** | **O** |
106| **ENA** | **GPIO24** | **O** |
107| **IN3** | **GPIO26** | **O** |
108| **IN4** | **GPIO46** | **O** |
109| **ENB** | **GPIO25** | **O** |
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111## 4.2 软件设计
112### 4.2.1 云端创建产品
113参考[《一步步打造能手机远程管理的HaaS花卉养植系统》](https://blog.csdn.net/HaaSTech/article/details/110505659)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](https://github.com/alibaba/AliOS-Things/blob/dev_3.1.0_haas/application/miniapp/pages/HaasCar/HaasCar.TSL.json)，一键生成物模型。
114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。
115
116<div align=left display=flex>
117 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i3/O1CN01tNoBdP1mKjeNiQT66_!!6000000004936-2-tps-2620-1624.png" style="max-width:800px;" />
118</div>
119
120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。
121### 4.2.2 设备端代码
1221、 配置初始化
123HaaS100设备端电动小车参考代码的路径在：/solution/auto_demo/data_model_basic_demo.c下。
124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：
125```c
126//三元组信息初始化
127int demo_main(int argc, char *argv[])
128{
129 int32_t res = STATE_SUCCESS;
130 void *dm_handle = NULL;
131 void *mqtt_handle = NULL;
132 char *url = "iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com"; /* 阿里云平台上海站点的域名后缀 */
133 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 */
134 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 */
135 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 */
136
137 /* TODO: 替换为自己设备的三元组 */
138 char *product_key = "产品key";
139 char *device_name = "设备名";
140 char *device_secret = "设备密钥";
141
142 ...
143
144 /* 主循环进入休眠 */
145 while (1) {
146 aos_msleep(1000);
147 }
148}
149```
1502、对驱动电机芯片控制引脚配置
151参考代码的路径在：/solution/auto_demo/auto_drv.c下
152```c
153int auto_gpio_init(void)
154{
155 int ret = 0;
156
157 temp_gpio.port = IN1_PIN;
158 temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;
159 hal_gpio_init(&temp_gpio);
160 temp_gpio.port = IN2_PIN;
161 temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;
162 hal_gpio_init(&temp_gpio);
163 temp_gpio.port = IN3_PIN;
164 temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;
165 hal_gpio_init(&temp_gpio);
166 temp_gpio.port = IN4_PIN;
167 temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;
168 hal_gpio_init(&temp_gpio);
169
170 temp_gpio.port = ENA_PIN;
171 temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;
172 hal_gpio_init(&temp_gpio);
173 temp_gpio.port = ENB_PIN;
174 temp_gpio.config = OUTPUT_OPEN_DRAIN_PULL_UP;
175 hal_gpio_init(&temp_gpio);
176
177 //gpio open
178 fd = open("/dev/gpio", 0);
179 printf("open gpio %s, fd:%d\r\n", fd >= 0 ? "success" : "fail", fd);
180
181 GPIO_Set(ENA_PORT,1);
182 GPIO_Set(ENB_PORT,1);
183 stop_ctl();
184
185 aos_cli_register_command(&haas_cmd);
186 return ret;
187}
188```
1893、接收云端控制命令
190接受处理云端的控制命令，包括后退、左转、右转、停止、前进等。
191参考代码的路径在：/solution/auto_demo/data_model_basic_demo.c下
192```c
193static void demo_dm_recv_handler(void *dm_handle, const aiot_dm_recv_t *recv, void *userdata)
194{
195 uint8_t i;
196 printf("demo_dm_recv_handler, type = %d\r\n", recv->type);
197
198 switch (recv->type) {
199 /* 云端下发的属性设置 */
200 case AIOT_DMRECV_PROPERTY_SET: {
201 printf("msg_id = %ld, params = %.*s\r\n",
202 (unsigned long)recv->data.property_set.msg_id,
203 recv->data.property_set.params_len,
204 recv->data.property_set.params);
205
206 char *auto_temp[5]={"back","left","right","stop","front"};
207 cJSON *root = cJSON_Parse(recv->data.property_set.params);
208 for(i = 0 ;i<5 ;i++){
209 cJSON *value = cJSON_GetObjectItem(root,auto_temp[i]);
210 if (value != NULL && cJSON_IsNumber(value)) {
211 printf("%s is find!\r\n",auto_temp[i]);
212 break;
213 }
214 }
215 switch(i){
216 case 0:
217 back_ctl(); //后退
218 printf("---back\r\n");
219 break;
220
221 case 1:
222 left_ctl(); //左转
223 printf("---left\r\n");
224 break;
225
226 case 2:
227 right_ctl(); //右转
228 printf("---right\r\n");
229 break;
230
231 case 3:
232 stop_ctl(); //停止
233 printf("---stop\r\n");
234 break;
235
236 case 4:
237 front_ctl(); //前进
238 printf("---front\r\n");
239 break;
240
241 default:
242 break;
243 }
244 }
245 break;
246
247 ....
248
249 default:
250 break;
251 }
252}
253
254```
255### 4.2.3 小程序开发
2561、 云端钉一体小程序SDK获取
257```
258git clone -b dev_3.1.0_haas https://github.com/alibaba/AliOS-Things.git
259```
260SDK相关代码及操作readme在application/miniapp/目录下。
2612、 SDK目录结构
262
263```sh
264.
265├─ lib (存放依赖库的文件夹，用户无需关心)
266│ ├─ @alicloud/pop-core （[https://github.com/aliyun/openapi-core-nodejs-sdk](https://github.com/aliyun/openapi-core-nodejs-sdk)）
267│ ├─ kitx
268│ └─ iot-packet.js （封装给用户的文件）
269├─ pages （页面文件夹，用户在这里自定义页面，示例持续更新中）
270│ └─ index （首页 选择进入不同示例）
271│ ├─ index.axml
272│ ├─ index.js
273│ ├─ index.acss
274│ └─ index.json
275│ └─ HaasCar （示例1 HaaS小小蛮驴）
276│ ├─ HaasCar.axml （页面布局文件）
277│ ├─ HaasCar.js （控制逻辑，用户在这里定义交互行为）
278│ ├─ HaasCar.acss （页面样式）
279│ ├─ HaasCar.json （页面配置，用于配置页面标题等）
280│ └─ 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）
281│ └─ HaasFlower （示例2 HaaS养花，目录结构同 HaasCar）
282├─ app.js （注册小程序，在这里进行全局参数配置，如 AccessKey）
283├─ app.acss （小程序全局样式）
284├─ 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）
285└─ others
286```
287
2883、 SDK使用
289使用小程序开发工具打开miniapp这个工程。
290
291<div align=left display=flex>
292 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i3/O1CN01NUP1qt1IDvHvjuES2_!!6000000000860-2-tps-2144-1236.png" style="max-width:800px;" />
293</div>
294
295- step1 在app.js填写 AccessKeyID 以及 AccessKeySecret ， 获取云端API调用权限
296- step2 填写目标设备 DeviceName 以及 ProductKey，这里是待控制的设备
297
298```javascript
299// app.js
300let accessKey = {
301 accessKeyId: '<- accessKeyId ->', // 填入阿里云平台生成的 assessKeyId 以及 Secret
302 accessKeySecret: '<- accessKeySecret ->',
303}
304
305// HaasCar.js
306let device = {
307 DeviceName: '<- DeviceName ->', // 填入目标设备 DeviceName 以及 ProductKey
308 ProductKey: '<- ProductKey ->'
309}
310```
311
312
313代码中提到的几个关键参数：
314
315- AccessKeyID AccessKeySecret
316
317云账号AccessKey是用户访问阿里云API的密钥。（[https://usercenter.console.aliyun.com/#/manage/ak](https://usercenter.console.aliyun.com/#/manage/ak)）
318安全起见，我们可以采取创建[RAM子账号](https://ram.console.aliyun.com/users)的形式，来对权限进行分离。
319
320<div align=left display=flex>
321 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i2/O1CN01hm2IH61lWoTqkAotr_!!6000000004827-2-tps-3584-732.png" style="max-width:800px;" />
322</div>
323
324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。
325
326<div align=left display=flex>
327 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i4/O1CN01CdYh1g1WuQfLoiQ6r_!!6000000002848-2-tps-3584-1920.png" style="max-width:800px;" />
328</div>
329
330- DeviceName ProducKey
331
332这两个参数在[创建设备](#jSkOe)时生成。
3334、 编译验证
334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。
335
336<div align=left display=flex>
337 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i4/O1CN01PebvC71ZoQJrKF3yG_!!6000000003241-2-tps-948-156.png" style="max-width:800px;" />
338</div>
339
340<div align=left display=flex>
341 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i2/O1CN01kBLGwa1HGqBzof2CS_!!6000000000731-2-tps-338-678.png" style="max-width:800px;" />
342</div>
343
344## 4.3 开发环境搭建、编译、烧入、运行
345### 4.3.1 AliOS Things开发环境搭建
346开发环境的搭建请参考[《AliOS Things集成开发环境使用说明之搭建开发环境》](https://help.aliyun.com/document_detail/302378.html)，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。
347
348### 4.3.2 电动小车代码下载
349智能语音播放器的代码下载请参考 [《AliOS Things集成开发环境使用说明之创建工程》](https://help.aliyun.com/document_detail/302379.html)，其中，
350> 选择解决方案: “电动小车案例”
351> 选择开发板: HaaS100
352
353### 4.3.3 代码编译、烧录
354
355编译auto_demo的过程如下：
356
357-- 编译固件可参考[《AliOS Things集成开发环境使用说明之编译固件》](https://help.aliyun.com/document_detail/302384.html)。
358
359-- 烧录固件可参考[《AliOS Things集成开发环境使用说明之烧录固件》](https://help.aliyun.com/document_detail/302383.html)。
360
361
362### 4.3.4 运行
363运行打印信息
364
365<div align=left display=flex>
366 <img src="https://img.alicdn.com/imgextra/i3/O1CN013jSfJZ1ZvkeoMIXXa_!!6000000003257-2-tps-1836-1224.png" style="max-width:800px;" />
367</div>
368
369# 5. 总结
370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^_^
371
372
373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。
374
