一、准备物品

1. 树莓派ZeroWH（针脚焊接）（100元）

2. DC电池盒（2节装）（1元）

3. 18650锂电池2节（10元）

4. 小水泵（3元）

5. 继电器（3元）

6. 红外避障传感器（2元）

7. 多路DC-DC电压转换模块电源 12V转3.3/5/12V（2元）

8. 杜邦线若干（10元）

9. 斐讯N1小LINUX服务器（100元）

二、总体设计

三、硬件接线

树莓派ZeroWH	红外避障传感器	继电器	多路DC-DC电压转换模块电源
BCM18	–	VIN	–
BCM23	OUT	–	–
GND	–	–	GND

红外避障传感器	多路DC-DC电压转换模块电源
V3.3	V3.3
GND	GND

继电器	多路DC-DC电压转换模块电源
V3.3	V3.3
GND	GND

继电器	水泵	多路DC-DC电压转换模块电源
COM	–	5V
NO	5V	–
–	GND	GND

四、程序代码

4.1 服务器代码

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `warter_log` (
`id` int(11) NOT NULL,`warter_time` datetime NOT NULL DEFAULT current_timestamp()
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

const Koa    = require("koa");
const serve  = require("koa-static");
const router = require("koa-router")();const app = new Koa();var knex = require('knex')({client: 'mysql',connection: {host : 'xxx',port :  3360,user : 'root',password : 'xxx',database : 'cjy'},debug: true,pool: {min: 0,max: 3,},acquireConnectionTimeout: 10000,
});app.use(serve(__dirname + "/webroot"));router.get('/t', async (ctx, next) => {ctx.response.body = "hello world!";
})//添加取水记录
router.get('/warter_count', async (ctx, next) => {try{itemList = await knex('warter_log').insert({})ctx.response.body = itemList;}catch(e){console.log(e);}
})//获取取水时间记录列表
router.get('/warter_logs', async (ctx, next) => {try{let itemList = await knex.select('*').from('warter_log').orderBy([{ column: 'id', order: 'desc' }]);ctx.response.body = itemList;}catch(e){console.log(e);}
})app.use(router.routes());
app.listen(6060);

4.2 树莓派ZeroWH代码

#!/usr/bin/python3
# encoding:utf-8
import RPi.GPIO as GPIO
import asyncio
import aiohttpclass cjy_automatic_water_dispenser:def __init__(self, loop=None):self._queue  = asyncio.Queue(loop=loop)self._future = asyncio.Future(loop=loop)#提交自动饮水时间记录async def upload_action(self):print("upload_action start")upload_url = 'http://cwn1.f3322.net:6060/warter_count'while True:try:r = await  asyncio.wait_for(self._queue.get(), timeout=1.0)async with aiohttp.ClientSession() as session:async with session.get('http://python.org') as response:print("Status:", response.status)print("Content-type:", response.headers['content-type'])html = await response.text()print("Body:", html[:15], "...")# r = await self._queue.get()print('consumer value>>>>>>>>>>>>>>>>>>', r)except asyncio.TimeoutError as e1:print('get value timeout')continueexcept Exception as e2:print(e2)breakprint('quit')#自动饮水服务async def main(self):print("main start")#放水计数v = 0#接水位置最后一次水杯状态：1--存在水杯，0--不存在水杯zb_state = 0#树莓派ZeroWH采用BCM模式定义引脚GPIO.setmode(GPIO.BCM)#红外传感器检测是否有水杯的数字引脚pin_avoid_obstacle=23#连接水泵的继电器控制引脚pin_reply = 18#设置红外传感器连接引脚为上拉电阻，数字信号输入模式GPIO.setup(pin_avoid_obstacle, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)#设置水泵继电器连接引脚，数字信号输出模式GPIO.setup(pin_reply, GPIO.OUT)#每隔0.5秒检测一次红外探头检测范围内是否放置了物体while True:status = GPIO.input(pin_avoid_obstacle)if status == 1:print('红外避障模组【没有检测到】障碍物纸杯')zb_state = 0#设置水泵处于关闭状态GPIO.output(pin_reply, GPIO.HIGH)else:print('红外避障模组【检测到】障碍物纸杯')if zb_state == 0:zb_state = 1print("自动出水【开始】")#打开水泵，控制引脚低电平时打开GPIO.output(pin_reply, GPIO.LOW)#水泵放水0.5秒 await asyncio.sleep(0.5)#关闭水泵，控制引脚高电平时关闭GPIO.output(pin_reply, GPIO.HIGH)print("自动出水【结束】")print('add value to queue:',str(v))await self._queue.put(v)v = v + 1else:pass#休眠0.5秒await asyncio.sleep(0.5)async def run(self):asyncio.ensure_future(self.main())asyncio.ensure_future(self.upload_action())if __name__ == '__main__':loop = asyncio.get_event_loop()cawd = cjy_automatic_water_dispenser(loop=loop)#将自动饮水服务加入协程asyncio.ensure_future(cawd.run())#进入事件循环try:loop.run_forever()except KeyboardInterrupt as e:print(asyncio.Task.all_tasks())for task in asyncio.Task.all_tasks():print(task.cancel())loop.stop()loop.run_forever()finally:loop.close()#清除树莓派所有引脚状态GPIO.cleanup()

五、成果展示

六、关键技术小代码

6.1 协程入门(python3.7+)

import asyncioasync def main():print('Hello ...')await asyncio.sleep(1)print('... World!')# Python 3.7+
asyncio.run(main())

6.2 生产者消费者模型(python3.7+)

import asyncioclass Test(object):def __init__(self, loop=None):self._queue = asyncio.Queue(loop=loop)self._future = asyncio.Future(loop=loop)async def _producer(self, interval):v = 0while True:await asyncio.sleep(interval)print('add value to queue:',str(v))await self._queue.put(v)v = v + 1async def _consumer(self):while True:try:r =await  asyncio.wait_for(self._queue.get(), timeout=1.0)# r = await self._queue.get()print('consumer value>>>>>>>>>>>>>>>>>>', r)except asyncio.TimeoutError:print('get value timeout')continueexcept:breakprint('quit')async def run(self):asyncio.ensure_future(self._producer(2))asyncio.ensure_future(self._consumer())if __name__ == '__main__': loop = asyncio.get_event_loop()t = Test(loop=loop)asyncio.ensure_future(t.run())try:loop.run_forever()except KeyboardInterrupt as e:print(asyncio.Task.all_tasks())for task in asyncio.Task.all_tasks():print(task.cancel())loop.stop()loop.run_forever()finally:loop.close()

6.3 水泵继电器代码(python3+)

import RPi.GPIO as GPIO
import timeif __name__ == '__main__': GPIO.setmode(GPIO.BCM)pin_reply = 23GPIO.setup(pin_reply, GPIO.OUT)#水泵放水3秒GPIO.output(pin_reply, GPIO.HIGH)time.sleep(3)GPIO.output(pin_reply, GPIO.LOW)GPIO.cleanup()

6.4 红外障碍检测代码(python3+)

import RPi.GPIO as GPIO
import timeif __name__ == '__main__': pin_avoid_obstacle=18GPIO.setmode(GPIO.BCM)GPIO.setup(pin_avoid_obstacle, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)try:while True:status = GPIO.input(pin_avoid_obstacle)if status == 1:print('我是红外避障模组，没有检测到障碍物，一切正常！')else:print('我是红外避障模组，检测到障碍物，注意停车')time.sleep(0.5)except KeyboradInterrupt:GPIO.cleanup()

6.5 HTTP客户端请求

import aiohttp
import asyncioasync def main():async with aiohttp.ClientSession() as session:async with session.get('http://python.org') as response:print("Status:", response.status)print("Content-type:", response.headers['content-type'])html = await response.text()print("Body:", html[:15], "...")loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(main())

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树莓派自动饮水机编程示例

一、准备物品

1. 树莓派ZeroWH（针脚焊接）（100元）

2. DC电池盒（2节装）（1元）

3. 18650锂电池2节（10元）

4. 小水泵（3元）

5. 继电器（3元）

6. 红外避障传感器（2元）

7. 多路DC-DC电压转换模块电源 12V转3.3/5/12V（2元）

8. 杜邦线若干（10元）

9. 斐讯N1小LINUX服务器（100元）

二、总体设计

三、硬件接线

四、程序代码

4.1 服务器代码

4.2 树莓派ZeroWH代码

五、成果展示

六、关键技术小代码

6.1 协程入门(python3.7+)

6.2 生产者消费者模型(python3.7+)

6.3 水泵继电器代码(python3+)

6.4 红外障碍检测代码(python3+)

6.5 HTTP客户端请求

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4. 小水泵（3元）

5. 继电器（3元）

6. 红外避障传感器（2元）

7. 多路DC-DC电压转换模块电源 12V转3.3/5/12V（2元）

8. 杜邦线若干（10元）

9. 斐讯N1小LINUX服务器（100元）

二、总体设计

三、硬件接线

四、程序代码

4.1 服务器代码

4.2 树莓派ZeroWH代码

五、成果展示

六、关键技术小代码

6.1 协程入门(python3.7+)

6.2 生产者消费者模型(python3.7+)

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