1.树莓派、Python、STM32、上位机、局域网、PC智能遥控小车（含源码）

整体功能：电脑上观看小车前方画面，通过电脑方向键控制小车前后运动、左右转弯，如前进后退键，按下前进或后退，松开停车，左右同理

关键技术部分：PC端：使用pygame编写上位机，作为服务器

树莓派端：图像获取、客户端编程、IO电平控制

STM32端：IO输入、PWM输出

电路端：STM32电路设计、H桥驱动电路设计

写在前面：局域网超视距遥控小车是笔者大四时的心愿，无奈当时没有时间和能力，研二才有机会继续完成，从车上的电路设计到树莓派程序，到局域网通信，到电脑上的UI设计到近期才全部能串起来，借这一DIY项目彩排一下老师的项目和实践近期所学。电脑端本计划写个像样的上位机，但没找的理想的键盘事件算法，但可以用pyqt5的按钮做控制，对使用Python写软件有兴趣的小伙伴移步专栏https://blog.csdn.net/qq_36071362/category_9697208.html

环境陈述：

1.老年时代的飞思卡尔c车，双电机，舵机转向

2.STM32C8T6单片机，keil，配双H桥驱动电路

3.树莓派4B，16G卡，Raspbian系统

4.Windows10，pycharm，Python3.7

功能陈述：

1.stm32制做底层控制板，H桥驱动，可直接接航模遥控器遥控

2.树莓派做小车端的图像获取和WiFi连接工具，运行socket的客户端

3.电脑端（Windows10）运行socket的服务端，显示树莓派传回的画面，检测电脑键盘方向键

控制流程：

电脑的服务端程序获取到方向键按下

→方向和前后信息传输至树莓派

→树莓派将画面实时传给电脑（一直传）将方向信息传给STM32

→32控制H桥控制电机正反转、控制舵机左右转

通信方式：

1.树莓派与电脑：WiFi，电脑和树莓派连接到同一路由器

2.树莓派与STM32:4个IO（因为作烧了树莓派的串口。。。。）

3.STM32与电机舵机：pwm，频率不同的脉宽调制信号，电机：10000hz,舵机：50hz

相关资料：

1.code1：STM32的小车控制程序-keil，c语言

2.code2：树莓派上的Python写的client程序，通过socket传输画面给电脑

3.code3：电脑上的Python写的server程序，通过socket接收画面，检测键盘按键，发送小车动作指令

4.schdoc、pcbdoc：电路设计文件

所做工作：

1.底层控制电路设计、焊接，作者前几年干过。。这版借师弟学习机会由他设计焊接板子，板子集成STM32与双H桥电机驱动电路

2.树莓派程序编写调试，树莓派端作为客户端需要从CSI摄像头获取画面通过WiFi传输至电脑，同时获取来自电脑的控制信息

3.电脑上编写服务器程序，使用pygame获取方向按键（没找的别的合适的包），显示树莓派的摄像头画面，发送方向控制信息

未来功能规划：

1.人脸跟踪人脸识别

2.目标识别

3.语音识别（语音控制）

4.xxxxx

下面贴出源码及介绍：

电脑端（服务端）：

实现功能：

（1）通过socket实时接收树莓派的相机画面图片，并使用pygame显示

（2）在pygame的画面中，检测键盘方向键按下弹起情况，按下时分别通过socket发送“sta1”，“sta2”, “fta1”,“fta2”，弹起时若是前后键（即方向上下键），发送“sta0”,若是左右键，发送“fta0”

import socket
import cv2
import numpy
import pygame
# 服务器端的IP地址
address = ("192.168.2.240", 8088)
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind(address)
s.listen(True)
conn, addr = s.accept()sta = '0'
fta = '0'def check_keydown_events(event, sock):if event.key == pygame.K_UP:sta = "sta1"print(sta)sock.send(sta.encode())elif event.key == pygame.K_DOWN:sta = "sta2"print(sta)sock.send(sta.encode())elif event.key == pygame.K_RIGHT:fta = "fta1"print(fta)sock.send(fta.encode())elif event.key == pygame.K_LEFT:fta = "fta2"print(fta)sock.send(fta.encode())#print(sta)#print(fta)def check_keyup_events(event, sock):if event.key == pygame.K_UP:sta = "sta0"print(sta)sock.send(sta.encode())elif event.key == pygame.K_DOWN:sta = "sta0"print(sta)sock.send(sta.encode())elif event.key == pygame.K_RIGHT:fta = "fta0"print(fta)sock.send(fta.encode())elif event.key == pygame.K_LEFT:fta = "fta0"print(fta)sock.send(fta.encode())##def check_events(sock):for event in pygame.event.get():# print("oooooo")if event.type == pygame.KEYDOWN:check_keydown_events(event, sock) #检测按键，发送数据print("1111111")elif event.type == pygame.KEYUP:check_keyup_events(event, sock)print("2222222")def recvall(sock, count):buf = b''start = "okok"start = start.encode()start = start.decode()start = start.encode()while count:newbuf = sock.recv(count)check_events(sock)#sock.send(start)if not newbuf: return Nonebuf += newbufcount -= len(newbuf)return bufpygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((640, 480))
pygame.display.set_caption("遥控平台")while 1:length = recvall(conn, 16)stringData = recvall(conn, int(length))# stringData = stringData.encode()data = numpy.fromstring(stringData, dtype='uint8')decimg = cv2.imdecode(data, 1)#cv2.imshow('SERVER', decimg)cv2.imwrite('messigray.bmp', decimg)decimg1 = pygame.image.load('messigray.bmp')rect = decimg1.get_rect()screen.blit(decimg1, (0,0))pygame.display.update()# key = cv2.waitKeyEx(0)# print('key =', key)if cv2.waitKey(10) == 27:breaks.close()
cv2.destroyAllWindows()

树莓派端（客户端）：

实现功能：

（1）通过socket发送摄像头的画面图片

（2）接收socket中的方向和前后动作信息，即sta0-2和fta0-2,1和2分别是前进后退，左转右转，0是恢复，即停车或舵机回正

（3）通过IO传输从WiFi（socket）接收到的动作信息，因为串口占用，故使用4个IO，通过不同电平状态传输小车动作，因为转向动作和前后动作各包含三种状态（前后左右，回正和停车，不调速），故各分配两个引脚控制方向和前后

import socket
import cv2,time
import numpyimport RPi.GPIO as GPIO
import pigpioGPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setwarnings(False)# 设置引脚
data1 = 4
data2 = 17
speed1 = 27
speed2 = 22address = ('192.168.2.240', 8088)
sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
sock.connect(address)capture = cv2.VideoCapture(0)
ret, frame = capture.read()
encode_param=[int(cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY),90]GPIO.setup(data1, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
GPIO.setup(data2, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
GPIO.setup(speed1, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
GPIO.setup(speed2, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)def forward():GPIO.setup(data1, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)GPIO.setup(data2, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)def back():GPIO.setup(data1, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)GPIO.setup(data2, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)def stop():GPIO.setup(data1, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)GPIO.setup(data2, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)def right():GPIO.setup(speed1, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)GPIO.setup(speed2, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)def left():GPIO.setup(speed1, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)GPIO.setup(speed2, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)def retu():GPIO.setup(speed1, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)GPIO.setup(speed2, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)str222 = "123"str222 = str222.encode#sock.send(str222);while ret:ret, frame = capture.read()#frame = frame[200:480,0:640]frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)result, imgencode = cv2.imencode('.jpg', frame, encode_param)data = numpy.array(imgencode)stringData = data.tostring()strrr = str(len(stringData)).ljust(16)strrr = strrr.encode()sock.send(strrr);sock.send(stringData);# 用来非阻塞机制通信，0x40参数非常重要try:sdata = sock.recv(4, 0x40)sdata=sdata.decode()except BlockingIOError as e:sdata = "nnn"print(sdata)#print("35553")if sdata == "fta0":retu()if sdata == "fta1":right()if sdata == "fta2":left()if sdata == "sta0":stop()if sdata == "sta1":forward()if sdata == "sta2":back()#sdata = sock.recv(4)#if len(sdata)>0:print(sdata)#time.sleep(0.5)#sdata = sock.recv(2)#if len(sdata)>0:#   print(sdata)#print(frame.shape)#frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)#decimg=cv2.imdecode(data,1)#cv2.imshow('CLIENT',frame)sock.close()
cv2.destroyAllWindows()

STM32端（底盘控制端）：

实现功能：

（1）检测树莓派输出引脚的电平状态，获取目标动作

（2）从（1）的信息中根据动作控制舵机转动

（3）从（1）的信息中根据动作控制电机动作

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"
#include "exti.h"
#include "wdg.h"
#include "timer.h"
#include "control.h"
#include "pwm_in.h"
#include "LQ12864.h"float angle_x;
float angle_y;
float angle_z;char stxt[20];int angle;
int speed;int sta = 0;
int FXsta = 0;
int default_speed = 500;int main(void){SystemInit();delay_init(72);         //ÑÓÊ±³õÊ¼»¯NVIC_Configuration();//ÅäÖÃÖÐ¶Ï//KEY_Init();          //°´¼ü¶Ë¿Ú³õÊ¼»¯ TIM2_PWM_Init();     //ÐÎ³ÉPWM²¨ÐÎTIM1_PWM_Init();     //ÐÎ³ÉPWM²¨ÐÎ//Timerx_Init(1000-1,72-1);//10KhzµÄ¼ÆÊýÆµÂÊ£¬¼ÆÊýµ½5000Îª1ms       TIM4_Cap_Init(0xffff,71); //ÒÔ1MhzµÄÆµÂÊ¼ÆÊýLED_Init();          //LCDÒý½Å³õÊ¼»¯ÔÚÕâÀïÃæLCD_Init();  //A0,A1ÓëÒ£¿ØÆ÷´«³åÍ»speed = 600;angle = 8570;TIM_SetCompare2(TIM1, angle);//TIM1µÄÕ¼¿Õ±È·´ÏòÊä³ö   8650ÖÐ¼ä ×î×ó8500 ×îÓÒ8800while(1){                                      if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_9) == 0 && GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_10) == 0) speed=0; //Í£³µif(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_9) == 0 && GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_10) == 1) {sta=1;speed=default_speed;} //Ç°½øif(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_9) == 1 && GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_10) == 0) {sta=2;speed=default_speed;} //ºóÍË
//   if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_9) == 1 && GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_10) == 1) sta=4;   //±¸ÓÃ---if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_11) == 0 && GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_12) == 0) angle=8555; //»ØÕýif(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_11) == 0 && GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_12) == 1) angle=8755; //ÓÒ×ªif(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_11) == 1 && GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_12) == 0) angle=8395; //×ó×ª
//   if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_11) == 1 && GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_12) == 1) speed=500; //±¸ÓÃ----//Èí¼þÒ£¿Øif(sta == 1)//Ç°½ø{TIM_SetCompare1(TIM2, speed);TIM_SetCompare2(TIM2, 0);TIM_SetCompare3(TIM2, speed);TIM_SetCompare4(TIM2, 0);}if(sta == 2)//µ¹³µ{TIM_SetCompare1(TIM2, 0);TIM_SetCompare2(TIM2, speed);TIM_SetCompare3(TIM2, 0);TIM_SetCompare4(TIM2, speed);}if(speed == 0)//Í£³µ{TIM_SetCompare1(TIM2, 0);TIM_SetCompare2(TIM2, 0);TIM_SetCompare3(TIM2, 0);TIM_SetCompare4(TIM2, 0);}TIM_SetCompare2(TIM1, angle);//TIM1µÄÕ¼¿Õ±È·´ÏòÊä³ö   8650ÖÐ¼ä ×î×ó8500 ×îÓÒ8800}
}

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