用树莓派改装电风扇及实现Android500.gs遥控 _Android

博观而约取，厚积而薄发。这篇文章主要讲述用树莓派改装电风扇及实现Android500.gs遥控相关的知识，希望能为你提供帮助。
【用树莓派改装电风扇及实现Android500.gs遥控】最近天气很热，我租的房子又没有空调，基本上风扇一开就是一晚上，结果经常起床后发现口干舌燥的。我觉得这肯定是因为整晚吹风扇搞的，不管是不是，反正我觉得就是了。不开风扇吧，热！开风扇吧，早上起来不舒服，怎么办呢？能不能让风扇吹一会停一会这样的吹呢？让手机来当遥控器来控制风扇？加上语音控制？我看了下我那吃灰半年多的树莓派，觉得应该让它动一动了。
硬件准备首先，电扇是必须的，树莓派吃灰了半年，也该工作工作了。其他再需要啥的就该淘宝了。树莓派控制电扇嘛，3v-7v直流信号控制220v交流的电磁继电器得一个。连接树莓派和继电器的杜邦线若干，连接电风扇和继电器得卡口一对，注意需要能承受住风扇的电流的，不要太细的。其他的以后再说吧！
东西准备好后，先连接电路。PO上几张图，不用好看，只要能说明问题。
拆掉底座后，图是这样的，左边是定时的，坏了定不了。右边是调速的。把调速的电源线断开，接到继电器得被控端。使用继电器的常闭触点，就是把树莓派拿掉，风扇和原来一样用。

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GPIO控制风扇编写Python代码，来控制风扇开关，测试一下GPIO。这个是控制的基础，要是这步走不通，后续就没意义了。

#-*- coding: utf-8 -*- import RPi.GPIO as GPIO# gpio初始化 def gpioInit(): GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(5,GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)# 风扇是GPIO05 def switchFan(open): GPIO.output(5,open) print(‘fan open‘ if open==0 else ‘fan close‘)if __name__ == ‘__main__‘: order=‘a‘ gpioInit() while order!=‘exit‘: order=input(‘input you order:‘) if order==‘open‘: switchFan(0) elif order==‘close‘: switchFan(1) else: print(‘bad order‘) GPIO.cleanup() print(‘smart exit!‘)

从代码看也比较简单，使用GPIO05来控制风扇，默认设置为低电平。低电平的时候，继电器常闭，风扇的开关打开，风扇就转。高电平的时候，继电器的常闭触点断开，风扇开关打开的时候，风扇也不转了。输入open的时候，05脚设置为低电平，风扇打开。输入close的时候，05脚设置高电平，风扇停止。
实现定时功能做这个的初衷就是让风扇定时开一会儿关一会儿，所以能控制风扇后，第一时间自然就是把这个功能给实现掉了。用python来实现，代码自然简单的不能再简单了：

#-*- coding: utf-8 -*- from SmartServer import SmartServer import threading import RPi.GPIO as GPIOfanState=[1]# gpio初始化 def gpioInit(): GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(5,GPIO.OUT,initial=GPIO.HIGH)# 风扇是GPIO02 def switchFan(open=[0]): fanState[0]= 1 if not open[0] else 0 GPIO.output(5,fanState[0]) print(‘fan close‘ if fanState[0] else ‘fan open‘)# 定时任务，默认十五分钟执行一次 def timerCheck(time=60*15,func=0,args=()): if func: func(args) timer=threading.Timer(time,timerCheck,(time,func,args)) timer.start()if __name__ == "__main__": gpioInit() # 十五分钟反转一下GPIO，开启时风扇是打开的 timerCheck(time=60*15,func=switchFan,args=(fanState)) print(‘now fanState :‘,fanState) order=‘‘ while order!=‘exit‘: order=input(‘input you order:‘) GPIO.cleanup()

时间校准及离家模式白天我不在家，风扇得保证不开，那首先得保证树莓派的时间正确。设置下定时更新网络上的时间，时区也得保证是我所用的时区，上海时区。

# 安装ntpdate apt-get install ntpdate # 选择时区 sudo tzselect # 然后选择亚洲 Asia-> 中国（China)-> 北京(Beijing) # 接着复制到etc下 cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai/etc/localtime # 更新时间，会得到正确时区的服务器时间 sudo ntpdate ntp.ubuntu.com # 每天校准，添加到定时任务里面去 vi /etc/crontab # 加入下面这个，每天6点十分校准 # 10 6* * *rootntpdate ntp.ubuntu.com

然后我一般是7:30离家上班去，9:30左右回到家，所以在这个区间，如果我忘记关风扇了，它也应该保证不开，只要判断这个时间段就OK了：

# 判断当前是否离家了 def isLeave(leave=[7,30],back=[21,30]): now=time.localtime(time.time()) return not (((now.tm_hour==leave[0] and now.tm_min> =leave[1]) or now.tm_hour> leave[0]) and ((now.tm_hour==back[0] and now.tm_min< back[1]) or now.tm_hour< back[0]))

编写服务器端接受指令运行程序后，风扇就一直按照既定的模式运行，开一会关一会好像也不太好，比如今天天气比较热，我回来的比较早，我想它先扇两个小时，然后再开半个小时，关十五分钟，这样循环怎么办？嗯，还是得有个遥控器，反正树莓派联了家里的网，一回来手机也是要联上Wifi，那就直接用手机来做遥控器了。
想要手机控制树莓派，在树莓派上运行一个服务来接受来自手机的指令肯定是少不了的。一事不劳二主，依旧python了。先写一个SmartServer的类，来创建服务器的Socket，来接受客服端的连接以及连接后的指令。

#-*- coding: utf-8 -*- from socket import * from time import ctime from time import localtime import threading import time import datetimeclass SmartServer(object): """docstring for SmartServer"""HOST=‘‘ PORT=1122#设置侦听端口 BUFSIZ=1024 #buffer的大小 SERVERFLAG=TruefanSwitchTimestamp=0#风扇上次状态切换时候的时间 fanState=0#风扇当前状态 fanForceClose=True#是否强制关闭风扇，离家的时候def __init__(self): super(SmartServer, self).__init__()def clientSocketDoWhat(self,client,address,clientId): while True: try: data=client.recv(self.BUFSIZ) except Exception as e: print(‘error when recv data from client!‘) break if not data: break #python3使用bytes，所以要进行编码 #s=‘%s发送给我的信息是:[%s] %s‘ %(addr[0],ctime(), data.decode(‘utf8‘)) #对日期进行一下格式化 ISOTIMEFORMAT=‘%Y-%m-%d %X‘ stime=time.strftime(ISOTIMEFORMAT, localtime()) s=‘getIt %d , %s‘ %(clientId,data.decode(‘utf8‘)) client.send(s.encode(‘utf8‘)) print([clientId],[stime], ‘:‘, data.decode(‘utf8‘)) #如果输入quit(忽略大小写),则程序退出 quit=(data.decode(‘utf8‘).upper()=="QUIT") if quit: break client.close()def openServer(self,host=‘‘,port=1122,bufsize=1024): self.HOST=host self.PORT=port self.BUFSIZ=bufsize ADDR=(self.HOST, self.PORT) sock=socket(AF_INET, SOCK_STREAM) sock.bind(ADDR) sock.listen(5) print(‘Server start‘) while self.SERVERFLAG: print(‘等待接入，侦听端口:%d‘ % (self.PORT)) tcpClientSock, addr=sock.accept() print(‘接受连接，客户端地址：‘,addr) clientId=int(time.time()); print(‘分派给客户端的ID：%d‘%(clientId)) th=threading.Thread(target=SmartServer.clientSocketDoWhat,args=(self,tcpClientSock,addr,clientId,)) th.setDaemon(True) th.start() sock.close()# 测试代码 if __name__ == "__main__": server=SmartServer() serverThread=threading.Thread(target=server.openServer,args=()) serverThread.setDaemon(True) serverThread.start() print(‘server thread start‘) serverThread.join()

写好后要确保它能正常工作，所以再写个客服端client.py：

#-*- coding: utf-8 -*- from socket import *class TcpClient: #测试，连接服务器 HOST=‘192.168.1.102‘ #设置侦听端口 PORT=1122 BUFSIZ=1024 ADDR=(HOST, PORT) def __init__(self): self.client=socket(AF_INET, SOCK_STREAM) self.client.connect(self.ADDR)while True: data=input(‘> ‘) if not data: break #python3传递的是bytes，所以要编码 self.client.send(data.encode(‘utf8‘)) print(‘发送信息到%s：%s‘ %(self.HOST,data)) if data.upper()=="QUIT": break data=self.client.recv(self.BUFSIZ) if not data: print(‘no info from server, exit!‘) break print(‘从%s收到信息：%s‘ %(self.HOST,data.decode(‘utf8‘)))if __name__ == ‘__main__‘: client=TcpClient()

在树莓派上运行服务器，然后在另外一台电脑上运行客服端，运行结果如下。这样树莓派就可以接受来自局域网的控制指令了。
android端遥控器树莓派的服务器端已经准备好了，并且测试通过了，那下一步就是来做个客户端。其实也看的出来，Android端的代码会比较简单，写个Socket连接上树莓派，发送指令基本就OK了。主要代码如下：

public class SmartClient implements Runnable{private UserConfig config=UserConfig.getInstance(); private boolean socketFlag=false; private Gson gson; private String charSet="utf-8"; private byte[] dataFromServer=new byte[2048]; private Thread mThread; private Socket mSocket; private LinkedBlockingQueue< Command> commands; public SmartClient(){ gson=new GsonBuilder().create(); commands=new LinkedBlockingQueue< > (); mThread=new Thread(this); }public void connectServer(){ socketFlag=true; mThread.start(); }private void connectToServer() throws IOException { Log.e("wuwang","try connect to socket"+config.getIp()+":"+config.getPort()); mSocket=new Socket(); mSocket.connect(new InetSocketAddress(config.getIp(),config.getPort())); Log.e("wuwang","try connect to socket"); while (!mSocket.isClosed()& & socketFlag){OutputStream stream=mSocket.getOutputStream(); try { Command command=commands.poll(20, TimeUnit.SECONDS); if(command==null) { stream.write("{}".getBytes(charSet)); }else{ stream.write(gson.toJson(command).getBytes(charSet)); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); continue; } InputStream in=mSocket.getInputStream(); int result=in.read(dataFromServer); if(result> 0){ String value=https://www.songbingjia.com/android/new String(dataFromServer,0,result); Log.e("wuwang","dataFromServer::"+value); } }}public void addCommand(Command command){ commands.offer(command); }public void addCommand(int type,int value){ Command c=new Command(); c.type=type; commands.offer(c); }@Override public void run() { try { connectToServer(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } }public void close(){ socketFlag=false; if(mSocket!=null){ try { mSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } try { mThread.join(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }

用Json来通信，来方便后面的扩展，用type来表示命令的类型，先做简单的，type为1表示强制打开风扇，type为0表示强制关闭。当然，控制端发送给树莓派后，树莓派需要解析出来，然后根据控制命令执行才行。增加解析这个type的来执行的代码到clientSocketDoWhat中，self.fanControl为测试gpio时的switchFan方法:

def clientSocketDoWhat(self,client,address,clientId): while self.SERVERFLAG: try: data=client.recv(self.BUFSIZ) except Exception as e: print(‘error when recv data from client!‘) break if not data: break #python3使用bytes，所以要进行编码 #s=‘%s发送给我的信息是:[%s] %s‘ %(addr[0],ctime(), data.decode(‘utf8‘)) #对日期进行一下格式化 ISOTIMEFORMAT=‘%Y-%m-%d %X‘ stime=time.strftime(ISOTIMEFORMAT, localtime()) s=‘getIt %d , %s‘ %(clientId,data.decode(‘utf8‘)) client.send(s.encode(‘utf8‘)) print([clientId],[stime], ‘:‘, data.decode(‘utf8‘)) command=json.loads(data.decode(‘utf8‘)) type=command.get(‘type‘,-1) if type==1 : if self.fanControl: self.fanControl([1]) elif type==0: if self.fanControl: self.fanControl([0]) #如果输入quit(忽略大小写),则程序退出 quit=(data.decode(‘utf8‘).upper()=="QUIT") if quit: break client.close()