综合案例2.0-雷达避障系统

简介
- AJ-SR04M- T-X超声波测距模块
准备
硬件连接图
代码流程
功能实现
- 1、物联网平台开发
- 2、设备端开发
- 3、调试

简介

近年来，随着智能汽车、智能机器人的发展，雷达避障技术得到了较快的发展。避障雷达是防撞设备的辅助装置，可以根据需要对避障距离和避障范围进行调整。避障雷达通常安装在物体可移动方向的前部位置，用于探测物体移动方向前方障碍物横截面与自身的距离，由此来判断是否让物体减速或停止移动，从而避免发生碰撞。

本系统检测前方障碍物，当距离小与设定安全距离会发出警报，并将当前距离上传云端，提示采取相应措施，以避免发生碰撞。安全距离可以通过云端进行更改。

AJ-SR04M- T-X超声波测距模块

功能说明

工作原理

用IO口Trig触发测距，至少给10us的高电平。模块自动发送8个40KHZ的方波，自动检测是否有信号返回。当有信号返回时，通过IO口Echo输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。常温下测试距离=(高电平时间*声速(348M/S))/2。

模块被触发测距后，如果接收不到回波（原因超过所测范围或是探头没有正对被测物），ECHO 口会在 40MS 后自动变为低电平，标志着此次测量结束，不论成功与否。

LED 上电时末亮，只有在给了 TRIG 引脚触发信号后才亮，灯闪频率与触发周期同步，说明此时模块接收到正确的指令进入工作状态。建议测量周期为 50ms 以上，以防止发射信号对回响信号的影响。
简单来说就是主板通过IO口Trig给个不小于10us的高电平，触发测距。测距成功，模块通过IO口Echo输出一个高电平给主板；测距失败，ECHO 口会在 40MS 后自动结束本次测量。

其他模式可以查看模块手册

准备

本案例需要的硬件

器材	数量
HaaS506开发板	1
AJ-SR04M- T-X超声波测距模块	1
蜂鸣器	1
SIM卡	1
杜邦线	若干

硬件连接图

代码流程

1、连接阿里云平台。
2、开机将默认安全距离上传云端。
3、重复检测前方距离，当前方物体距离小与安全距离，蜂鸣器发出警报，并将数据上传阿里云。
4、传感器有效范围20cm-600cm，当超过这个范围无法检测正确距离。
5、可以通过云端自行设置蜂鸣器报警安全距离。

功能实现

1、物联网平台开发

第一次使用物联网平台的读者，需要开通实例后使用物联网平台功能。也可以使用免费的公共实例进行开发，在阿里云物联网平台中，左上角选择‘华东2-上海’，点击‘公共实例’，即可开通。

1、平台产品创建可参考haas506 2.0开发教程-aliyunIoT
2、创建产品属性（添加物模型）
选择产品功能定义–编辑草稿

1、添加自定义功能
2、添加标识符与数据类型（标识符要与代码一致）
3、点击发布上线

选择读写类型

发布上线，点击确定

2、设备端开发

第一次使用开发板的读者可以按照haas5062.0开发教程-导学篇搭建开发环境。
搭建完后复制以下代码到Visual Studio Code，复制产品证书到代码相应位置。
替换176行 productKey ，productSecret。（物联网平台开发添加设备时请使用IMEI号）
2.2版本获取IMEI号接口有更新，需要更改以下内容（Ctrl+F 查找modem）

# 获取设备的IMEI 作为deviceName 进行动态注册
deviceName = modem.info.getDevImei()
...

main.py

# coding=utf-8
from driver import GPIO
from driver import PWM
import network
import _thread
import ujson
import utime as time
import modem
from  aliyunIoT import Device
import kv#当iot设备连接到物联网平台的时候触发'connect' 事件
def on_connect(data):global module_name,default_ver,productKey,deviceName,deviceSecret,on_trigger,on_download,on_verify,on_upgradeprint('***** connect lp succeed****')data_handle = {}data_handle['device_handle'] = device.getDeviceHandle()#当连接断开时，触发'disconnect'事件
def on_disconnect():print('linkkit is disconnected')#当iot云端下发属性设置时，触发'props'事件
def on_props(request):global safe_distanceparams=request['params']params=eval(params)if "safe_distance" in params:safe_distance = params["safe_distance"]print('safe_distance:',safe_distance)upload_safe_distance(safe_distance)#当iot云端调用设备service时，触发'service'事件
def on_service(id,request):print('clound req id  is {} , req is {}'.format(id,request))
#当设备跟iot平台通信过程中遇到错误时，触发'error'事件
def on_error(err):print('err msg is {} '.format(err))#网络连接的回调函数
def on_4g_cb(args):global g_connect_statuspdp = args[0]netwk_sta = args[1]if netwk_sta == 1:g_connect_status = Trueelse:g_connect_status = False#网络连接
def connect_network():global net,on_4g_cb,g_connect_status#NetWorkClient该类是一个单例类，实现网络管理相关的功能，包括初始化，联网，状态信息等.net = network.NetWorkClient()g_register_network = Falseif net._stagecode is not None and net._stagecode == 3 and net._subcode == 1:g_register_network = Trueelse:g_register_network = Falseif g_register_network:#注册网络连接的回调函数on(self,id,func);  1代表连接，func 回调函数  ；return 0 成功net.on(1,on_4g_cb)    net.connect(None)else:print('网络注册失败')while True:if g_connect_status:print('网络连接成功')breaktime.sleep_ms(20)#动态注册回调函数
def on_dynreg_cb(data):global deviceSecret,device_dyn_resigter_succeddeviceSecret = datadevice_dyn_resigter_succed = True# 连接物联网平台
def dyn_register_device(productKey,productSecret,deviceName):global on_dynreg_cb,device,deviceSecret,device_dyn_resigter_succedkey = '_amp_customer_devicesecret'deviceSecretdict = kv.get(key)print("deviceSecretdict:",deviceSecretdict)if isinstance(deviceSecretdict,str):    deviceSecret = deviceSecretdict if deviceSecretdict is None or deviceSecret is None:key_info = {'productKey': productKey  ,'productSecret': productSecret ,'deviceName': deviceName}# 动态注册一个设备，获取设备的deviceSecret#下面的if防止多次注册，当前若是注册过一次了，重启设备再次注册就会卡住，if not device_dyn_resigter_succed:device.register(key_info,on_dynreg_cb)   distance_data = {}
def upload_distance(n):global distance_datadistance_data["distance"]= ndistance_data_str=ujson.dumps(distance_data)data={'params':distance_data_str}      device.postProps(data)warn_data = {}
def upload_safe_distance(safe):global warn_datawarn_data["safe_distance"]= safewarn_data_str=ujson.dumps(warn_data)data1={'params':warn_data_str}      device.postProps(data1)#蜂鸣器
buzzers = PWM()
buzzers.open("buzzer")
switch_buzzers = 0
buzzer = 0
def start_buzzers():global switch_buzzers,buzzerwhile True:time.sleep_ms(200)if switch_buzzers == 1 and buzzer == 0:param = {'freq':3000,'duty':50}buzzers.setOption(param)buzzer = 1if switch_buzzers == 0 and buzzer == 1:param = {'freq':3000,'duty':100}buzzers.setOption(param)buzzer = 0#超声波测距
def getData():TRIG.write(0)#set period,above 50mstime.sleep_ms(500)TRIG.write(1)                                #Set TRIG as LOW                                      time.sleep_us(10)                            #Delay of 10usTRIG.write(0)                                #Set TRIG as HIGH                               while ECHO.read()==0:                        #Check if Echo is LOWpass                 pulse_start = time.ticks_us()                #Time of the last  LOW pulsewhile ECHO.read()==1:                        #Check whether Echo is HIGHpass                  pulse_end = time.ticks_us()                  #Time of the last HIGH pulse #print("pulse_duration",time.ticks_diff(pulse_end,pulse_start))     # uspulse_duration = time.ticks_diff(pulse_end,pulse_start)/10000      #pulse duration: sd=pulse_duration*340/2return dif __name__ == '__main__':ICCID=Noneg_connect_status = Falsenet = Nonedevice = NonedeviceSecret = NonedeviceName = None#替换下列产品信息###################################productKey = "a1laDtv9VrO"productSecret = "bPbyllJ80mRX5PPy"###################################device_dyn_resigter_succed = False# 连接网络connect_network()# 获取设备的IMEI 作为deviceName 进行动态注册#2.2版本改为#deviceName = modem.info.getDevImei()deviceName = modem.getDevImei()#获取设备的ICCIDICCID=modem.sim.getIccid()#初始化物联网平台Device类，获取device实例device = Device()if deviceName is not None and len(deviceName) > 0 :#动态注册一个设备dyn_register_device(productKey,productSecret,deviceName)else:print("获取设备IMEI失败，无法进行动态注册")while deviceSecret is None:time.sleep(0.2)print('动态注册成功:' + deviceSecret)key_info = {'region' : 'cn-shanghai' ,'productKey': productKey ,'deviceName': deviceName ,'deviceSecret': deviceSecret ,'keepaliveSec': 60,}#打印设备信息print(key_info)#device.ON_CONNECT 是事件，on_connect是事件处理函数/回调函数device.on(device.ON_CONNECT,on_connect)device.on(device.ON_DISCONNECT,on_disconnect)device.on(device.ON_PROPS,on_props)device.on(device.ON_SERVICE,on_service)device.on(device.ON_ERROR,on_error)device.connect(key_info)#主程序time.sleep(2)safe_distance = 50print('safe_distance:',safe_distance)upload_safe_distance(safe_distance)#creat instancesTRIG = GPIO()                                  ECHO = GPIO()                                 TRIG.open('trig')             # Set pin as GPIO outECHO.open('echo')             # Set pin as GPIO in_thread.start_new_thread(start_buzzers, ())try:while True:dis = getData()if dis > 20 and dis < 600:print ("distance:%0.2f cm"  % dis) if dis < safe_distance:switch_buzzers = 1upload_distance(dis)     else:switch_buzzers = 0      else:switch_buzzers = 0print ("Out Of Range")           except KeyboardInterrupt:print("exit")

board.json

{"name": "haas506","version": "2.0.0","io": {"buzzer": {"type": "PWM","port": 39},"echo":{"type":"GPIO","port": 20,"dir": "input","pull":"pullup"},  "trig":{"type":"GPIO","port": 19,"dir": "output","pull":"pullup"}    },"debugLevel": "ERROR","repl": "enable","replPort": 0
}

3、调试

1、串口调试工具log，网络连接成功–动态注册成功–打印安全距离–重复打印当前监测距离。

2、阿里云平台，打开实时刷新，物模型数值会即时改变。

3、通过在线调试更改安全距离

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