如何用无线键盘控制树莓派小车

风之物语

0×01 所需材料

1.树莓派小车。（树莓派小车的安装不是本文重点，如果读者不熟悉小车的安装，请自行搜索。）


2.无线键盘。


0×02 方案

在树莓派系统上搭建两个服务：键盘监听服务和小车转向控制服务。

键盘监听服务主要用于监听键盘的按键，并将按键发送给小车转向控制服务。

小车转向控制服务主要用于驱动小车转向。

说明：本文中小车安装的是raspbian系统，是基于linux内核的debian系统。

按键与小车动作映射关系如下：


0×03 键盘监听服务设计
首先确定键盘对应的event，可以输入如下命令查询。

1. cat /proc/bus/input/devices

复制代码

查询结果如下：

1. 省略 …
   
2. 
   
3. I: Bus=0003 Vendor=03f0 Product=034a Version=0110
   
4. 
   
5. N: Name=”Chicony HP Elite USB Keyboard”
   
6. 
   
7. P: Phys=usb-0000:00:14.0-5/input1
   
8. 
   
9. S: Sysfs=/devices/pci0000:00/0000:00:14.0/usb1/1-5/1-5:1.1/0003:03F0:034A.0003/input/input9
   
10. 
    
11. U: Uniq=
    
12. 
    
13. H: Handlers=kbd event6
    
14. 
    
15. B: PROP=0
    
16. 
    
17. B: EV=1f
    
18. 
    
19. B: KEY=3f0003007f 0 0 483ffff17aff32d bf54444600000000 1 130f938b17c000 677bfad941dfed 9ed68000004400 10000002
    
20. 
    
21. B: REL=40
    
22. 
    
23. B: ABS=100000000
    
24. 
    
25. B: MSC=10
    
26. 
    
27. 省略 …

复制代码

我的设备中键盘对应的是event6（注意：不同设备对应的event号是不同的）。

键盘监听核心代码：

1. #define KEYSTATUS_IS_UP   (0)   //键盘按键抬起
   
2. 
   
3. void *listenKeyboardThread(void *arg) {
   
4. 
   
5.     int keys_fd;
   
6.     char ret[2];
   
7.     struct input_event t;
   
8.     keys_fd = open("/dev/input/event6", O_RDWR);
   
9.     if (keys_fd <= 0)
   
10.     {
    
11.         printf("open /dev/input/event6 device error!\n");
    
12.         return 0;
    
13.     }
    
14. 
    
15.     while (1)
    
16.     {
    
17.         if (read(keys_fd, &t, sizeof (t)) == sizeof (t))
    
18.         {
    
19.             if (t.type == EV_KEY )
    
20.             {
    
21. //                printf("\r\nkey:%d %d %d \r\n", t.type, t.code, t.value);
    
22. 
    
23.                 // 上键
    
24.                 if ( KEY_UP==t.code&&KEYSTATUS_IS_UP!=t.value) {
    
25.                     // 前进
    
26.                     std::cout << "command: CARRUN FORWARD"<< std::endl;
    
27.         
    
28.                     DirectionReq *req = new DirectionReq();
    
29.                     req->setValue(DIRECTION_FORWARD);
    
30.                     ControlManager::instance()->postActionReq(req);
    
31.                 }
    
32.                 else if ( KEY_UP==t.code&&KEYSTATUS_IS_UP==t.value) {
    
33.                     // 停车
    
34.                     std::cout << "command: CARRUN STOP"<< std::endl;
    
35.         
    
36.                     StatusReq *req = new StatusReq();
    
37.                     ControlManager::instance()->postStatusReq(req);
    
38.                 }
    
39. 
    
40.                 // 下键
    
41.                 if ( KEY_DOWN==t.code&&KEYSTATUS_IS_UP!=t.value) {
    
42.                     // 后退
    
43.                     std::cout << "command: CARRUN BACK"<< std::endl;
    
44.         
    
45.                     DirectionReq *req = new DirectionReq();
    
46.                     req->setValue(DIRECTION_BACK);
    
47.                     ControlManager::instance()->postActionReq(req);
    
48.                 }
    
49.                 else if ( KEY_DOWN==t.code&&KEYSTATUS_IS_UP==t.value) {
    
50.                     // 停车
    
51.                     std::cout << "command: CARRUN STOP"<< std::endl;
    
52.         
    
53.                     StatusReq *req = new StatusReq();
    
54.                     ControlManager::instance()->postStatusReq(req);
    
55.                 }
    
56. 
    
57.                 // 左键
    
58.                 if ( KEY_LEFT==t.code&&KEYSTATUS_IS_UP!=t.value) {
    
59.                     // 左转
    
60.                     std::cout << "command: CARRUN LEFT"<< std::endl;
    
61.         
    
62.                     DirectionReq *req = new DirectionReq();
    
63.                     req->setValue(DIRECTION_LEFT);
    
64.                     ControlManager::instance()->postActionReq(req);   
    
65.                 }
    
66.                 else if ( KEY_LEFT==t.code&&KEYSTATUS_IS_UP==t.value) {
    
67.                     // 停车
    
68.                     std::cout << "command: CARRUN STOP"<< std::endl;
    
69.         
    
70.                     StatusReq *req = new StatusReq();
    
71.                     ControlManager::instance()->postStatusReq(req);
    
72.                 }
    
73. 
    
74.                 // 右键
    
75.                 if ( KEY_RIGHT==t.code&&KEYSTATUS_IS_UP!=t.value) {
    
76.                     // 右转
    
77.                     std::cout << "command: CARRUN RIGHT"<< std::endl;
    
78.         
    
79.                     DirectionReq *req = new DirectionReq();
    
80.                     req->setValue(DIRECTION_RIGHT);
    
81.                     ControlManager::instance()->postActionReq(req);   
    
82.                 }
    
83.                 else if ( KEY_RIGHT==t.code&&KEYSTATUS_IS_UP==t.value) {
    
84.                     // 停车
    
85.                     std::cout << "command: CARRUN STOP"<< std::endl;
    
86.         
    
87.                     StatusReq *req = new StatusReq();
    
88.                     ControlManager::instance()->postStatusReq(req);
    
89.                 }
    
90. 
    
91.             }
    
92.         }
    
93.     }
    
94. 
    
95.     close(keys_fd);
    
96. }

复制代码

0×04 小车转向控制服务设计

小车转向控制服务采用C++语言和python语言混合编程实现。

python语言程序只用于控制小车的动作：前进、后退、左转、右转、停止。

C++语言程序是整个控制系统的核心，用于控制小车动作的逻辑控制。

用python控制小车动作的代码如下：

1. #!/usr/bin/Python
   
2. # -*- coding: UTF-8 -*-
   
3. 
   
4. #引入gpio的模块
   
5. import RPi.GPIO as GPIO
   
6. import time
   
7. 
   
8. 
   
9. #设置in1到in4接口
   
10. IN1 = 12
    
11. IN2 = 16
    
12. IN3 = 18
    
13. IN4 = 22
    
14. 
    
15. #初始化接口
    
16. def car_init():
    
17.     #设置GPIO模式
    
18.     GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
    
19. 
    
20.     GPIO.setup(IN1,GPIO.OUT)
    
21.     GPIO.setup(IN2,GPIO.OUT)
    
22.     GPIO.setup(IN3,GPIO.OUT)
    
23.     GPIO.setup(IN4,GPIO.OUT)
    
24. 
    
25. #前进的代码
    
26. def car_forward():
    
27.     GPIO.output(IN1,GPIO.HIGH)
    
28.     GPIO.output(IN2,GPIO.LOW)
    
29.     GPIO.output(IN3,GPIO.HIGH)
    
30.     GPIO.output(IN4,GPIO.LOW)
    
31.     time.sleep(0.15)
    
32.     GPIO.cleanup()
    
33. 
    
34. #后退
    
35. def car_back():
    
36.     GPIO.output(IN1,GPIO.LOW)
    
37.     GPIO.output(IN2,GPIO.HIGH)
    
38.     GPIO.output(IN3,GPIO.LOW)
    
39.     GPIO.output(IN4,GPIO.HIGH)
    
40.     time.sleep(0.15)
    
41.     GPIO.cleanup()
    
42. 
    
43. #左转
    
44. def car_left():
    
45.     GPIO.output(IN1,False)
    
46.     GPIO.output(IN2,False)
    
47.     GPIO.output(IN3,GPIO.HIGH)
    
48.     GPIO.output(IN4,GPIO.LOW)
    
49.     time.sleep(0.15)
    
50.     GPIO.cleanup()
    
51. 
    
52. #右转
    
53. def car_right():
    
54.     GPIO.output(IN1,GPIO.HIGH)
    
55.     GPIO.output(IN2,GPIO.LOW)
    
56.     GPIO.output(IN3,False)
    
57.     GPIO.output(IN4,False)
    
58.     time.sleep(0.15)
    
59.     GPIO.cleanup()
    
60. 
    
61. #停止
    
62. def car_stop():
    
63.     GPIO.output(IN1,GPIO.LOW)
    
64.     GPIO.output(IN2,GPIO.LOW)
    
65.     GPIO.output(IN3,GPIO.LOW)
    
66.     GPIO.output(IN4,GPIO.LOW)
    
67.     GPIO.cleanup()

复制代码

控制系统的代码就不粘贴了，只把设计过程中遇到的问题与大家分享下。

控制系统在设计过程中遇到这样一个问题：
如果按键一直按下，当按键抬起时小车不会立刻停止，而是过一下才会停止。

导致问题发生的原因：
由于按键一直按下会有大量的按键请求发送过来，而小车的动作响应要慢于键盘按键响应，会有大量的按键按下请求堆积在处理线程中，而按键抬起请求处于队列最末尾，是最后执行的，所以当按键抬起时小车才不会立刻停止。

修正方案：
按键抬起事件要最优先处理，处理完按键抬起事件后将堆积的按键按下队列清空。

0×05 结束
到此整个小车控制系统就介绍完了。
最后，整套代码已经发到了百度网盘上。

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本文作者：xutiejun，转载自 FreeBuf

sdadaf

前排沙发

由于按键一直按下会有大量的按键请求发送过来，而小车的动作响应要慢于键盘按键响应，会有大量的按键按下请求堆积在处理线程中，而按键抬起请求处于队列最末尾，是最后执行的，所以当按键抬起时小车才不会立刻停止。

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