基于MQTT协议实现远程控制的＂智能＂车
智能，但不完全智能
虽然我不觉得这玩意儿有啥智能的，但都这么叫就跟着叫喽。
时隔好几天才写的
其实在写这篇博文的时候我已经在做升级了，并且已经到了中后期阶段了。
主要是业余时间做着玩，看时间了。
规格 & 实拍
- ESP32
- 远程控制
- 两驱动轮+一万向轮
文章图片
所需硬件
- 继电器*4 或 双路电机2驱动模块 *1
- 电机*2
- 轮子*2
- 万向轮*1
- 电源*1
- 【基于MQTT协议实现远程控制的"智能"车】MCU *1
- 导线若干 (我就是因为没买够线只能用杜邦线了)
推荐使用电机驱动模块，或者自己用mos管。
直接使用双路继电器控制的缺点有：
- 体积大
- 不支持pwm调速
- 等等等
开发基于：
PaltformIO IDE引入MQTT库
256dpi/MQTT@^2.5.0这个库是老版本的车身控制用的，现在新版本换了个库，因为这个库不支持发送uint8_t数据。但是这个库，简单好用。
推荐使用库 (用了，但没测试)：
knolleary/PubSubClient@^2.8继电器信号IO口管理
/**
右轮双路继电器
*/
// 14 右轮一号继电器IO串口号 （吸合前进）
int RIGHT_ONE_A = 14;
// 12 右轮二号继电器IO串口号 （吸合后退）
int RIGHT_TWO_A = 12;
//右轮一号继电器IO串口号 （吸合前进）
int RIGHT_ONE_B = 14;
//右轮二号继电器IO串口号 （吸合后退）
int RIGHT_TWO_B = 12;
//=====================================================// 17 左轮二号继电器IO串口号 （吸合前进）
int LEFT_ONE_A = 17;
// 16 左轮二号继电器IO串口号 （吸合后退）
int LEFT_TWO_A = 16;
//左轮二号继电器IO串口号 （吸合前进）
int LEFT_ONE_B = 17;
//左轮二号继电器IO串口号 （吸合后退）
int LEFT_TWO_B = 16;
继电器状态管理
/*
已更换使用基于内置mos管的驱动模块
*/
//右轮1号继电器吸合状态
boolean RIGHT_ONE_A_STATUS = false;
//右轮2号继电器吸合状态
boolean RIGHT_TWO_A_STATUS = false;
//右后轮1号继电器吸合状态
boolean RIGHT_ONE_B_STATUS = false;
//右后轮2号继电器吸合状态
boolean RIGHT_TWO_B_STATUS = false;
//左轮1号继电器吸合状态
boolean LEFT_ONE_A_STATUS = false;
//左轮2号继电器吸合状态
boolean LEFT_TWO_A_STATUS = false;
//左后轮1号继电器吸合状态
boolean LEFT_ONE_B_STATUS = false;
//左后轮2号继电器吸合状态
boolean LEFT_TWO_B_STATUS = false;
//采用差速转向
//右转向动力锁
boolean RIGHT_TURN_LOCK = false;
//左转向动力锁
boolean LEFT_TURN_LOCK = false;
继电器注意事项
继电器这里要说一下，有的像我一样的萌新一开始不知道继电器要怎么用，知道个大概逻辑却不知道怎么接线，所以这里提一下，
敲黑板
继电器接口有：
VCC、GND、IN；
NC、COM、ON；
六个接口
这里要注意的是：
- VCC、GND是给继电器供电用的！只是给继电器供电用！控制开合后VCC并不会连接到COM；
- ON或NC接用电器的电源正极；
- COM接到用电器，这时候对于NC、ON来说COM是负极，对于用电器是正极；
- 用电器负极接电源负极，形成通路；
电源正极——ON——COM——用电器——电源负极
文章图片
鬼知道我经历了什么，问了学这个专业朋友都表示”我没用过“，淦哦
核心控制
在loop中调用;
该控制逻辑可实现有：
- 前进/后退
- 转弯时弯内侧轮反转缩小转弯半径
- 前进/后退同时转弯
/**
* @brief 根据状态值为继电器输出高低电平
*/
void relayOnStatus()
{
if ((RIGHT_ONE_A_STATUS || LEFT_TURN_LOCK) && RIGHT_TURN_LOCK == false)
{
digitalWrite(RIGHT_ONE_A, HIGH);
digitalWrite(RIGHT_ONE_B, HIGH);
}
else
{
digitalWrite(RIGHT_ONE_A, LOW);
digitalWrite(RIGHT_ONE_B, LOW);
}
if (RIGHT_TWO_A_STATUS || RIGHT_TURN_LOCK)
{
digitalWrite(RIGHT_TWO_A, HIGH);
digitalWrite(RIGHT_TWO_B, HIGH);
}
else
{
digitalWrite(RIGHT_TWO_A, LOW);
digitalWrite(RIGHT_TWO_B, LOW);
}if ((LEFT_ONE_A_STATUS || RIGHT_TURN_LOCK) && LEFT_TURN_LOCK == false)
{
digitalWrite(LEFT_ONE_A, HIGH);
digitalWrite(LEFT_ONE_B, HIGH);
}
else
{
digitalWrite(LEFT_ONE_A, LOW);
digitalWrite(LEFT_ONE_B, LOW);
}
if (LEFT_TWO_A_STATUS || LEFT_TURN_LOCK)
{
digitalWrite(LEFT_TWO_A, HIGH);
digitalWrite(LEFT_TWO_B, HIGH);
}
else
{
digitalWrite(LEFT_TWO_A, LOW);
digitalWrite(LEFT_TWO_B, LOW);
}
}
MQTT使用
MQTTClient client;
WiFiClient net;
//mqtt接收到消息的回调
void messageReceived(String &topic, String &payload)
{
//这个方法里的allRun()这种的函数我就不多说了，只是控制一下继电器状态管理那里变量的值
Serial.println("incoming: " + topic + " - " + payload);
if (payload.equals("\"run\""))
{
allRun();
}
if (payload.equals("\"stop\""))
{
allStop();
}
if (payload.equals("\"back\""))
{
allBack();
}
if (payload.equals("\"leftStart\""))
{
turnLeftStart();
}if (payload.equals("\"rightStart\""))
{
turnRightStart();
}if (payload.equals("\"leftStop\""))
{
turnLeftStop();
}if (payload.equals("\"rightStop\""))
{
turnRightStop();
}
}
//mqtt连接封装函数
void connect()
{
while (!client.connect("car-client"))
{
Serial.print(".");
delay(1000);
}
Serial.println("\nconnected!");
}void setup()
{
client.begin("***.***.***.***", net);
client.onMessage(messageReceived);
connect();
}
void loop()
{
//mqtt消息处理
client.loop();
if (!client.connected())
{
connect();
}
//控制核心逻辑
relayOnStatus();
}
Java 服务器端开发 可以说是一个中转，可以不要，只是可以避免控制端直接在ESP32端订阅的主题中直接发布控制命令；
引入依赖
org.springframework.boot
spring-boot-configuration-processor
true
org.springframework.integration
spring-integration-mqtt
5.3.2.RELEASE
MQTT Client工厂
小声bb: copy来的
package cn.b0x0.carserver.common.factory;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;
public class MqttFactory {private static MqttClient client;
/**
*获取客户端实例
*单例模式, 存在则返回, 不存在则初始化
*/
public static MqttClient getInstance() {
if (client == null) {
init();
}
return client;
}/**
*初始化客户端
*/
public static void init() {
try {
client = new MqttClient("tcp://***.***.***.***:1883", "car-****-" + System.currentTimeMillis());
// MQTT配置对象
MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
// 设置自动重连, 其它具体参数可以查看MqttConnectOptions
options.setAutomaticReconnect(true);
if (!client.isConnected()) {
client.connect(options);
}
} catch (MqttException e) {
throw new RuntimeException("MQTT: 连接消息服务器失败");
}
}}
MQTT Util
package cn.b0x0.carserver.common.util;
import cn.b0x0.carserver.common.factory.MqttFactory;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttMessageListener;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
public class MqttUtil {/**
*发送消息
*@param topic 主题
*@param data 消息内容
*/
public static void send(String topic, Object data) {
// 获取客户端实例
MqttClient client = MqttFactory.getInstance();
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
try {
// 转换消息为json字符串
String json = mapper.writeValueAsString(data);
MqttMessage message = new MqttMessage(json.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
//小车控制要求，消息级别固定2
message.setQos(2);
client.publish(topic, message);
} catch (JsonProcessingException | MqttException ignored) {
}
}/**
* 订阅主题
* @param topic 主题
* @param listener 消息监听处理器
*/
public static void subscribe(String topic, IMqttMessageListener listener) {
MqttClient client = MqttFactory.getInstance();
try {
client.subscribe(topic, listener);
} catch (MqttException ignored) {
}
}}
Controller
简单点
package cn.b0x0.carserver.controller;
import cn.b0x0.carserver.common.util.MqttUtil;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
@RequestMapping("/")
public class CarControlController {
@RequestMapping("/all/run")
public String run(){
MqttUtil.send("car-client","run");
return "success";
}
@RequestMapping("/all/stop")
public String stop(){
MqttUtil.send("car-client","stop");
return "success";
}
@RequestMapping("/all/back")
public String back(){
MqttUtil.send("car-client","back");
return "success";
}
@RequestMapping("/turn/left/start")
public String leftStart(){
MqttUtil.send("car-client","leftStart");
return "success";
}
@RequestMapping("/turn/right/start")
public String rightStart(){
MqttUtil.send("car-client","rightStart");
return "success";
}
@RequestMapping("/turn/left/stop")
public String leftStop(){
MqttUtil.send("car-client","leftStop");
return "success";
}
@RequestMapping("/turn/right/stop")
public String rightStop(){
MqttUtil.send("car-client","rightStop");
return "success";
}
}控制端开发 使用的web页面进行控制，主要是跨平台，因为我不会写IOSApp这些。
之前web页面是要在ESP32运行的，所以基本都使用了原生JS，现在没这个必要了
ESP32 WebController
* {
-webkit-touch-callout: none;
-webkit-user-select: none;
-khtml-user-select: none;
-moz-user-select: none;
-ms-user-select: none;
user-select: none;
}/* ========================== */
body {
height: 100vh;
width: 100%;
}#title {
flex-grow: 4;
width: 100%;
display: flex;
flex-direction: row;
}.cam-but-left {
display: flex;
flex-direction: column;
flex-grow: 1;
padding: 10px;
}.cam-but-right {
flex-grow: 1;
display: flex;
flex-direction: row;
}.cam-video {
flex-grow: 5;
background-color: #8b8b8b;
}
.cam-but{
background-color: #dedede;
margin: 5px;
height: 100%;
width: 100%;
}.controller-content {
height: 100%;
width: 100%;
display: flex;
display: -webkit-flex;
flex-direction: column;
justify-content: flex-start;
align-items: center;
}#controller-but {
width: 100%;
flex-grow: 2;
display: flex;
display: -webkit-flex;
flex-direction: row;
justify-content: center;
align-items: center;
}#runAndBack {
height: 100%;
width: 100%;
display: flex;
flex-direction: column;
}#leftAndRight {
height: 100%;
width: 100%;
display: flex;
display: -webkit-flex;
flex-direction: row;
}#run {
/* border-left: 385pxsolid transparent;
border-right: 385pxsolid transparent;
border-bottom: 350px solid #d9d9d9;
background-color: #dedede;
*/
background-color: #dedede;
height: 100%;
/* width: 100%;
*/
margin: 10px;
}#back {
background-color: #dedede;
height: 100%;
margin: 10px;
}#left {
background-color: #dedede;
height: 100%;
width: 100%;
margin: 10px;
margin-right: 0px;
}
#right {
background-color: #dedede;
height: 100%;
width: 100%;
margin: 10px;
}#right:active {
background-color: #d5d5d5;
}.controller-but {
border-radius: 5px;
}
麻了，复制代码复制麻了 待我新版本搞好，到时候用git分享这些。
因为公司在用其他的，家里电脑刚换没多久，都没装git相关的东西，麻了我都
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