python树莓派设备_Python+树莓派制作IoT（物联网）门控设备
今天就和大家分享一個(gè)正在制作的物聯(lián)網(wǎng)開關(guān)門監(jiān)控設(shè)備。
因?yàn)榭紤]需要在戶外使用這套物聯(lián)網(wǎng)門控設(shè)備，所以利用樹莓派完成這個(gè)設(shè)備有兩個(gè)問題需要解決，
第一是需要解決樹莓派和相關(guān)模塊的供電問題。
第二就是需要戶外沒有寬帶網(wǎng)絡(luò)情況下的信號(hào)傳輸問題。
只要解決這兩個(gè)問題那么剩下來的問題就是編程方面的了，針對(duì)以上兩個(gè)問題，這里我們采用比較大眾化的方式解決，設(shè)備的供電問題我們使用太陽(yáng)能配合蓄電池進(jìn)行實(shí)現(xiàn)7X24小時(shí)供電，信號(hào)的傳輸問題我們使用一塊叫做SIM868的通訊模塊來實(shí)現(xiàn)。下面來介紹一下設(shè)備制作的材料準(zhǔn)備、制作過程以及程序的編寫和調(diào)試。
準(zhǔn)備材料及工具
1.樹莓派(Raspberry Pi 3B+) 數(shù)量：1塊
2.SIM868通訊模塊(這里使用的是適配樹莓派的微雪電子的SIM868通訊模塊) 數(shù)量：1塊
3.電磁感應(yīng)磁條(常開常閉型) 數(shù)量：1組
4.SIM868模塊外接天線 數(shù)量：1根(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安設(shè)實(shí)際情況確定)
5.樹莓派T型擴(kuò)展板 數(shù)量：1塊
6.實(shí)驗(yàn)面包板 數(shù)量：1塊
7.杜邦線(公對(duì)公，公對(duì)母) 數(shù)量：若干
8.太陽(yáng)能板 數(shù)量：1塊
9.帶保護(hù)板的鋰電池 數(shù)量：2組(根據(jù)電池使用的性能情況可適當(dāng)增加)
10.電壓電流轉(zhuǎn)換板 數(shù)量：1塊
11.連接電線 數(shù)量：(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安設(shè)實(shí)際情況確定)
12.兩芯屏蔽線 數(shù)量：10米(0.3粗即可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安設(shè)實(shí)際情況確定)
13.防爆箱 (防塵、防霧) 數(shù)量：1個(gè)(規(guī)格根據(jù)實(shí)際情況確定)
14.Micro USB充電線 數(shù)量：2根
15.SIM卡(移動(dòng)和聯(lián)通均可，模塊暫不支持電信CDMA) 數(shù)量：1張
16.電烙鐵及焊錫
設(shè)備供電及模塊鏈接說明
供電原理：設(shè)備的供電依靠太陽(yáng)能板配合鋰電池進(jìn)行供電，需要一塊可以將太陽(yáng)能板和鋰電池的輸出電壓和電流轉(zhuǎn)換成樹莓派和SIM868通訊模塊工作電壓和電流的轉(zhuǎn)換板，設(shè)備供電鏈接圖如圖。
實(shí)現(xiàn)效果，白天可以通過太陽(yáng)能負(fù)責(zé)給樹莓派及通訊模塊供電并同時(shí)給鋰電池充電。晚上將由充電完畢的鋰電池負(fù)責(zé)給設(shè)備供電。
設(shè)備鏈接：樹莓派的GPIO PIN# 2針腳(5V)和 PIN# 23針腳 鏈接電磁感應(yīng)模塊的引線。負(fù)責(zé)接收電磁感應(yīng)模塊的開關(guān)狀態(tài)，樹莓派的GPIO PIN# 4(5V)，PIN# 6(Ground) ，PIN# 8(TX)，PIN# 10(RX)分別鏈接SIM868通訊模塊的5V，ground，串口TX和RX，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)模塊的樹莓派與SIM868通訊模塊的串口通訊和供電鏈接，并將信號(hào)樹莓派的接收到的電磁感應(yīng)磁條開關(guān)信號(hào)，通過SIM868通訊模塊出輸出去(這里采用的是http傳輸協(xié)議，具體實(shí)現(xiàn)方法見程序編碼部分)
程序代碼
python程序源碼：
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import serial
def gpio_init():
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(23,GPIO.OUT)
def send_data(param):
W_http_6='AT+HTTPPARA="URL","http://**************/iot.php?status='+param+'"\r\n'
ser.write(W_http_6)
time.sleep(2)
W_http_7='AT+HTTPACTION=0\r\n'
ser.write(W_http_7)
time.sleep(3)
if __name__ == '__main__':
ser = serial.Serial("/dev/ttyS0",115200)
W_http_1='AT+HTTPTERM\r\n'
ser.write(W_http_1)
time.sleep(3)
W_http_2='AT+SAPBR=3,1,"CONTYPE","GPRS"\r\n'
ser.write(W_http_2)
time.sleep(3)
W_http_3='AT+SAPBR=3,1,"APN","CMNET"\r\n'
ser.write(W_http_3)
time.sleep(3)
W_http_4='AT+SAPBR=1,1\r\n'
ser.write(W_http_4)
time.sleep(3)
W_http_5='AT+HTTPINIT\r\n'
ser.write(W_http_5)
time.sleep(3)
gpio_init()
status=1
while True:
if GPIO.input(23) == True:
if status==1:
send_data(2)
status=2
print("門的狀態(tài)：關(guān)閉")
else:
pass
else:
if status==2:
send_data(1)
status=1
print("門的狀態(tài)：打開")
else:
pass
time.sleep(3)
GPIO.cleanup()
php程序源碼
require_once("../../func/dbaccess.php");
if (doConnect($cn) == false) {
return false;
}
$strSQL = "insert into iot_tbl (position,status,create_time) values ("'.第一號(hào)門.'",'". $_GET['status']."',now())";
doInsertUpdate($strSQL);
doClose($cn);
代碼解析
這里使用的Python版本號(hào)為3.7
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import serial
引用了python的3個(gè)類庫(kù)GPIO，time以及串口調(diào)試庫(kù)serial，為實(shí)現(xiàn)程序的調(diào)試可編寫，在使用serial串口調(diào)試庫(kù)前，要實(shí)現(xiàn)樹莓派的串口配置和Linux系統(tǒng)下的串口調(diào)試工具minicom的安裝。
ser=serial.Serial("/dev/ttyS0",115200)
W_http_1='AT+HTTPTERM\r\n'
ser.write(W_http_1)
time.sleep(3)
W_http_2='AT+SAPBR=3,1,"CONTYPE","GPRS"\r\n'
ser.write(W_http_2)
time.sleep(3)
W_http_3='AT+SAPBR=3,1,"APN","CMNET"\r\n'ser.write(W_http_3)
time.sleep(3)
W_http_4='AT+SAPBR=1,1\r\n'ser.write(W_http_4)
time.sleep(3)
W_http_5='AT+HTTPINIT\r\n'ser.write(W_http_5)
time.sleep(3)
以上代碼實(shí)在通過調(diào)用serial庫(kù)，設(shè)置樹莓派串口通信的波特率為115200，并使用 ser.write()函數(shù)向串口寫入可操作SIM868模塊進(jìn)行通訊的AT指令，這里的AT指令是對(duì)SIM868進(jìn)行HTTP通訊前的配置，具體AT指令的含義在這里不再贅述，可自行百度查找。這是使用time.sleep()函數(shù)控制程序執(zhí)行的等待時(shí)間，確保串口寫入數(shù)據(jù)成功。
def gpio_init():
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(23,GPIO.OUT)
gpio_init()函數(shù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)接收電磁感應(yīng)模塊的GPIO PIN#23針腳的初始化配置。
status=1
while True:
if GPIO.input(23) == True:
if status==1:
send_data(2)
status=2
print("門的狀態(tài)：關(guān)閉")
else:
pass
else:
if status==2:
send_data(1)
status=1
print("門的狀態(tài)：打開")
else:
pass
time.sleep(3)
這里使用status變量初始化門的狀態(tài)為1表示門已打開，并使用while True循環(huán)分割三秒鐘(time.sleep(3))檢測(cè)GPIO PIN#23 號(hào)針腳的電流狀態(tài)，從而判斷門的開關(guān)狀態(tài)，并調(diào)用send_data()函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送。
def send_data(param):
W_http_6='AT+HTTPPARA="URL","http://**************/iot.php?status='+param+'"\r\n'
ser.write(W_http_6)
time.sleep(2)
W_http_7='AT+HTTPACTION=0\r\n'
ser.write(W_http_7)
time.sleep(3)
這里將門的狀態(tài)status變量的值當(dāng)做參數(shù)傳送給你個(gè)send_data()函數(shù)，在添加到HTTP請(qǐng)求的URL中，在服務(wù)器端寫了個(gè)PHP程序iot.php(程序源碼j解析如下)用以接收SIM868通訊模塊發(fā)送過來的HTTP請(qǐng)求，并使用GET的方式獲得到HTTP請(qǐng)求URL中傳入的status值，并插入到MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中。
require_once("../../func/dbaccess.php");//封裝鏈接操作MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的函數(shù)
if (doConnect($cn) == false) { //鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)
return false;
}
$strSQL = "insert into iot_tbl (position,status,create_time) values ("'.第一號(hào)門.'",'".$_GET['status']."',now())"; //將數(shù)據(jù)插入MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的SQL語句
doInsertUpdate($strSQL); //執(zhí)行SQL
doClose($cn); //關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接
程序拓展
以上程序完成的是對(duì)開關(guān)門信號(hào)的檢測(cè)、發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，屬于整個(gè)設(shè)備接收和處理數(shù)據(jù)的核心部分，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)，還要做進(jìn)一步的展示，這里我采用了HTML+JQuery+AJAX的方式，并配合在HTML中播放音頻文件和刷新開關(guān)門狀態(tài)圖表，來動(dòng)態(tài)展示開關(guān)門的效果。實(shí)現(xiàn)原理是使用AJAX操作PHP程序循環(huán)實(shí)時(shí)讀取MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，查看當(dāng)前門的開關(guān)狀態(tài)，并循環(huán)局部刷新HTML頁(yè)面播放音頻和刷新html頁(yè)面圖標(biāo)，對(duì)門的開關(guān)效果進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示。每個(gè)人的需求不同，展示部分的代碼就不做說明，也參照上訴方案自行編寫。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的python树莓派设备_Python+树莓派制作IoT（物联网）门控设备的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： 前端python和go_Python_前
- 下一篇： java网络编程udp_java网络编程