步驟1：收集零件

在實(shí)際創(chuàng)建任何東西之前，我對(duì)要使用的零件，如何進(jìn)行連接進(jìn)行了大量研究。 ，用Python等編寫軟件類。

零件清單將作為文件包含在內(nèi)，以便您可以輕松地搜索所需的零件。

我決定在Raspberry Pi旁邊使用Arduino Uno，這樣我就可以有效地讀取我的傳感器而不會(huì)給Raspberry Pi造成壓力。我還選擇了Uno，因?yàn)樗哂胁诲e(cuò)的時(shí)鐘速度，并且因?yàn)橛?a href="http://www.makelele.cn/analog/" target="_blank">模擬引腳。我本可以為Raspberry Pi使用ADC（例如MCP3008），但我將需要更多的電線，這將更加昂貴，并且我的Pi必須更加努力地工作。

然后，我開始檢查破碎的機(jī)器人真空吸塵器中可用的零件。內(nèi)部電子設(shè)備損壞了，但這沒問題，因?yàn)闊o論如何我都會(huì)完全替換掉。幸運(yùn)的是，直流電動(dòng)機(jī)仍在工作，因此無需更換。

零件清單：

Raspberry Pi 3至少具有8GB MicroSD class 10和一個(gè)保護(hù)套；

Raspberry Pi T型補(bǔ)鞋匠和面包板；

Arduino Uno或類似產(chǎn)品（最好是非中文版本，帶有不錯(cuò)的ADC，有些中國(guó)人有AREF問題）；

以太網(wǎng)電纜；

一個(gè)（破碎的）機(jī)器人真空吸塵器；

3個(gè)HC-SR04超聲波模塊；

1x霍爾傳感器模塊；

幾個(gè)不同值的電阻器；

一個(gè)LDR；

6x 18650鋰離子電池+ 3v電池座，適用于12v（最好您使用新電池，甚至更好地使用LiPo電池，這些電池最后的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng) ）；

18650（或使用任何類型的電池）12v 3節(jié)充電pcb；

一些PCB DIY板可焊接您的組件；

一片聚氨酯塑料；

一臺(tái)筆記本電腦/臺(tái)式計(jì)算機(jī)。

l列表：

帶有多個(gè)鉆頭的鉆頭；

角向磨光機(jī)（如果您沒有經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)不要使用它）或類似Dremel的東西；

一張砂紙；

幾把螺絲刀；

強(qiáng)力膠，安裝膠水，。..;

烙鐵（使用油脂更容易焊接）；

一對(duì)剪鉗和剝線工具。

軟件列表（可選）：

Adobe XD：線框圖和創(chuàng)建原型；

裝飾：創(chuàng)建電氣方案；

PyCharm Professional：具有使用部署和遠(yuǎn)程解釋器的功能的Python IDE；

Putty：與Pi進(jìn)行快速便捷的ssh連接；

Etcher.io：簡(jiǎn)便的工具將Raspbian映像刷新到SD卡；

Win32DiskImager：從現(xiàn)有Raspbian設(shè)置創(chuàng)建映像的簡(jiǎn)便工具；

程序員記事本：可用于安全編輯/boot/cmdline.txt文件。

第2步：噴涂和設(shè)計(jì)界面

在開始之前在創(chuàng)建設(shè)計(jì)時(shí)，我對(duì)外部噴涂了油漆，因?yàn)槲腋静幌矚g顏色。我去商店買了一個(gè)塑料底漆，一罐白色和一罐綠松石來重新噴涂頂盒。

讓噴漆干燥后，我查找了確切的十六進(jìn)制顏色代碼我使用的油漆，以便我可以將Web界面與設(shè)備完美匹配。找到此十六進(jìn)制代碼非常容易，因?yàn)槲沂褂昧嗣纱竽弥?4涂鴉，并且十六進(jìn)制和RGB代碼在他們的網(wǎng)站上。

我為網(wǎng)站的每一頁創(chuàng)建了高保真線框，因此我知道很好，我打算如何創(chuàng)建此界面。向老師展示我的界面后，我得到了建議，使背景稍微偏灰，按鈕變?yōu)榘咨?，我認(rèn)為效果很好。

步驟3：創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫

下一個(gè)邏輯步驟是開始考慮我要在MySQL數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)哪些數(shù)據(jù)。沒有太多人喜歡知道它們的真空度，因此我使用了用戶表和他們的登錄數(shù)據(jù)，以及傳感器表（電池，距離和灰塵容器）。

圖像向您顯示了在MySQL Workbench中繪制的表的布局以及表之間的所有關(guān)系。

對(duì)于我的用戶，我想跟蹤他們的姓名和姓氏，以個(gè)性化界面和電子郵件。當(dāng)然要發(fā)送電子郵件，我也需要他們的電子郵件地址。我還添加了一個(gè)表格來跟蹤用戶的電子郵件首選項(xiàng)（無論他們是否愿意接收電子郵件）。我要存儲(chǔ)的關(guān)于用戶的最后一件事是用戶在設(shè)備中的角色。我將用戶分為管理員和普通用戶。管理員有權(quán)在系統(tǒng)中添加，刪除和管理用戶，而普通用戶則不能訪問這些工具。

下表包含“ deviceruns”，它們是設(shè)備實(shí)際執(zhí)行的操作。設(shè)備運(yùn)行由某個(gè)用戶（開始運(yùn)行的人員）擁有，并具有開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間來計(jì)算運(yùn)行時(shí)間。

另一個(gè)表用于將sensordata鏈接到每個(gè)設(shè)備運(yùn)行。傳感器本身存儲(chǔ)在另一個(gè)表中，其中包含它們的ID，名稱和描述。

步驟4：將零件連接在一起

創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫方案后，我開始使用面包板和布線將所有零件連接在一起，并成為一個(gè)可用的原型。

第5步：設(shè)置Raspberry Pi

要下載Raspbian的最新圖像，請(qǐng)?jiān)L問Raspbian網(wǎng)站。在這里，您可以選擇要下載的發(fā)行版。為了更快地操作，您可以下載無頭發(fā)行版，以減少RAM使用量，或者如果您更喜歡圖形用戶界面，則可以使用GUI下載桌面。

要安裝操作系統(tǒng)，只需下載Etcher，它是一個(gè)GUI。

要啟用無頭模式，以便可以訪問pi，則需要在計(jì)算機(jī)上安裝Putty。下一步是轉(zhuǎn)到由Etcher創(chuàng)建的Boot文件夾，并使用您喜歡的文本編輯器（例如Programmers Notepad）打開文件cmdline.txt。將此文本添加到文件末尾：

ip=169.254.10.1

只需確保不創(chuàng)建新行，將此文本添加到該行末尾即可！

接下來，返回到Boot文件夾的根目錄，并創(chuàng)建一個(gè)名為 ssh 的文件。請(qǐng)勿添加任何擴(kuò)展，這將確保每次啟動(dòng)Pi時(shí)都啟動(dòng)SSH服務(wù)器?，F(xiàn)在，只需將SD卡放入Pi中，為Pi連接足夠的電源，并在Pi和計(jì)算機(jī)之間添加以太網(wǎng)電纜即可。

打開膩?zhàn)?，然后輸入IP地址：169.254.10.1 ?，F(xiàn)在，單擊“是”并登錄，默認(rèn)用戶名是 pi ，密碼是 raspberry。

下一步，執(zhí)行以下命令以獲取最新信息。 -date：

sudo apt-get update -y && sudo apt-get upgrade -y && sudo apt-get dist-upgrade -y

最后一步是在Raspberry Pi上創(chuàng)建虛擬Python解釋器，這將執(zhí)行您的代碼。為此，只需打開膩?zhàn)硬㈡I入以下內(nèi)容：

sudo mkdir project1

cd project1

python3 -m pip install --upgrade pip setuptools wheel virtualenv

python3 -m venv --system-site-packages venv

步驟6：編寫Web應(yīng)用程序

連接每個(gè)部分并設(shè)置Raspberry Pi之后，我開始使用Flask和Jinja2編寫主要的Web應(yīng)用程序。 Flask是用于Python的易于使用的后端框架，而Jinja2是我使用的模板語言。借助Jinja，您可以使用for循環(huán)，if結(jié)構(gòu)等創(chuàng)建普通的HTML文件。

在編碼后端時(shí)，我還為應(yīng)用程序編寫了前端，包括一些HTML，CSS和JavaScript元素。我在樣式表中使用了ITCSS方法和BEM表示法。

除了主要的Web應(yīng)用程序之外，我還創(chuàng)建了另外兩個(gè)主要程序。編寫一個(gè)將設(shè)備的IP地址發(fā)送給列表中的用戶。每個(gè)已接受接收電子郵件的注冊(cè)用戶，都會(huì)收到一封帶有啟動(dòng)Web界面鏈接的郵件。該程序作為systemd服務(wù)運(yùn)行。

另一個(gè)主文件用于實(shí)際設(shè)備?？赏ㄟ^我的Flask應(yīng)用程序調(diào)用該主管道，以啟動(dòng)和停止設(shè)備并收集數(shù)據(jù)。收集的數(shù)據(jù)也通過該主接口上傳到設(shè)備的數(shù)據(jù)庫。然后可以在Web應(yīng)用程序中查看此數(shù)據(jù)。

Web應(yīng)用程序通過Python Threading連接到主運(yùn)行設(shè)備。當(dāng)用戶單擊開始按鈕時(shí)，將生成一個(gè)線程以在后臺(tái)運(yùn)行設(shè)備。同時(shí)，用戶可以完美瀏覽該應(yīng)用程序。單擊“停止”時(shí)，該線程將停止，因此設(shè)備也將停止。

步驟7：創(chuàng)建零件以完成套管

在編寫了應(yīng)用程序的大部分內(nèi)容之后，我開始修改設(shè)備外殼，這樣我的傳感器和其他零件就可以實(shí)際安裝了。為此，我在當(dāng)?shù)氐腄IY商店買了一塊聚氨酯，然后開始切割2個(gè)支架。我使用了這種聚氨酯薄片，因?yàn)樗谇懈顣r(shí)不易碎成碎片，并且因?yàn)樗喈?dāng)柔韌性，因?yàn)槲业臋C(jī)器人是圓形的，所以非常完美。

第一個(gè)托架被制成可以填充頂部有個(gè)孔，以前的顯示器可以放在這里。我用一個(gè)開/關(guān)開關(guān)替換了顯示器，以便可以實(shí)際上關(guān)閉電池。

另一個(gè)支架是我的HC的支撐架。 -SR04超聲波傳感器位于設(shè)備的前面。

剩下要做的最后一件事是在一個(gè)車輪的加強(qiáng)件上切出一個(gè)孔，并插入一塊磁鐵，以便我可以監(jiān)視車輪的旋轉(zhuǎn)。

完成這些支架之后，我還用剩下的油漆對(duì)其進(jìn)行了噴涂，以使其適合設(shè)計(jì)。

第8步：代碼

要安裝該程序，請(qǐng)下載文件code.zip，然后將其解壓縮到project1目錄中。

下一步，在Raspbian或Putty上的終端：

sudo cp project1/conf/project-1* /etc/systemd/system/

sudo cp project1/conf/project1-* /etc/systemd/system/

sudo systemctl daemon-reload

sudo systemctl enable project-1*

sudo systemctl enable project1*

sudo systemctl restart nginx

責(zé)任編輯：wv