python3实现网页版raspberry pi（树莓派）小车控制

### Python3 实现网页版 Raspberry Pi（树莓派）小车控制 #### 一、概述 本篇文章将详细介绍如何利用Python3实现一个基于Web界面的Raspberry Pi（树莓派）小车控制系统。该系统允许用户通过网页浏览器来远程控制连接在树莓派上的四驱小车，并且可以通过同样的方式控制连接到树莓派的摄像头的方向。 #### 二、基础知识与准备 ##### 1. 树莓派 树莓派是一款小型单板计算机，由于其体积小巧、价格低廉且功能强大，非常适合用于各种DIY项目，如智能家居、机器人控制等。在本项目中，我们将使用树莓派作为核心处理器来接收网络命令并控制小车。 ##### 2. Python3 Python3 是一种高级编程语言，以其易读性和简洁性著称。在树莓派平台上，Python3 被广泛应用于开发各种应用程序。本项目中将使用Python3编写服务器端代码以及客户端交互逻辑。 ##### 3. 四驱小车 四驱小车是一种常见的机器人平台，它通常由四个轮子组成，通过电机驱动前进或后退。为了实现远程控制，我们需要在树莓派上安装适当的硬件接口（如GPIO）以控制电机。 ##### 4. 摄像头 树莓派可以通过USB或树莓派官方提供的摄像头模块来添加摄像头功能。在本项目中，我们使用摄像头来获取实时视频流，并通过网络传输给客户端。 #### 三、实现步骤 ##### 1. 基本思路 项目的基本思路是：树莓派上运行一个简单的HTTP服务器，该服务器负责监听来自Web客户端的请求；服务器接收到客户端发送的控制命令后，通过调用预先定义好的函数来控制小车和摄像头的动作；客户端通过浏览器访问服务器提供的特定URL来发送控制指令。 ##### 2. 服务端控制程序 server.py 服务端控制程序 `server.py` 主要包括以下几个部分： - **导入必要的库**：从 `http.server` 导入 `BaseHTTPRequestHandler` 和 `HTTPServer` 用于创建HTTP服务器；从 `socket` 导入 `socket` 用于获取本地IP地址；从 `urllib` 导入相关模块用于处理URL。 - **定义 `CarServer` 类**：继承自 `BaseHTTPRequestHandler`，其中包含了处理HTTP GET 和 POST 请求的方法。 - **`get_host_ip` 方法**：用于获取树莓派的本地IP地址，以便客户端可以通过该地址访问服务器。 - **`do_GET` 方法**：处理GET请求时返回控制页面的HTML代码。页面中包含了用于控制小车和摄像头的按钮。 - **`do_POST` 方法**：处理POST请求时接收客户端发送的控制命令，并根据命令调用相应的函数来控制小车或摄像头。 - **初始化和启动服务器**：在主程序中创建 `HTTPServer` 实例，并指定监听的IP地址和端口号。之后，服务器会一直运行直到手动停止。 ##### 3. 控制页面 HTML 文件 控制页面是一个简单的HTML文件，其中包含了用于控制小车和摄像头的按钮。当用户点击这些按钮时，会向服务器发送相应的控制命令。在 `do_GET` 方法中，我们读取这个HTML文件，并将其返回给客户端。 #### 四、代码解析 下面是对 `server.py` 的详细解析： ```python #--coding:utf-8-- from http.server import BaseHTTPRequestHandler, HTTPServer import time import socket import urllib from car_controler import FourWheelDriveCar from camera_controler import Camera class CarServer(BaseHTTPRequestHandler): carControler = FourWheelDriveCar() cameraControler = Camera() def get_host_ip(self): ''' This method is used for getting local ip address The car server will deploy on this ip ''' try: serverSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) serverSocket.connect(("8.8.8.8", 80)) localIP = serverSocket.getsockname()[0] finally: return localIP def do_GET(self): ''' Define the car control GUI for client For the first edition, it will only return direction contol GUI ''' localIP = CarServer.get_host_ip(self) # When this GET method is called, then should init the car self.carControler.reset() # Read control page html file from control.html controlPageFile = open("control.html") controlPageGUI = controlPageFile.read() controlPageFile.close() controlPageGUI = controlPageGUI.replace( "requestAddress","http://"+localIP+":9090/") controlPageGUI = controlPageGUI.replace( "cameraAddress","http://"+localIP+":8080/") self.send_response(200) self.send_header("Content-type","text/html") self.end_headers() self.wfile.write(controlPageGUI.encode()) def do_POST(self): length = int(self.headers['Content-Length']) qs = self.rfile.read(length) direction = qs.decode() print(direction) cameraDirection = ['HR', 'HL', 'VU', 'VD', 'RESET'] if direction in cameraDirection: # This is used to control the camera self.cameraControler.cameraRotate(direction) else: # This is used to control the car self.carControler.carMove(direction) self.send_response(200) if __name__ == "__main__": raspCarServer = CarServer hostIP = raspCarServer.get_host_ip(raspCarServer) hostPort = 9090 myServer = HTTPServer((hostIP, hostPort), raspCarServer) print("Server started http://%s:%s" % (hostIP, hostPort)) myServer.serve_forever() ``` - **服务器初始化**：在 `if __name__ == "__main__":` 中，我们首先获取树莓派的IP地址，并创建了一个HTTP服务器实例。然后启动服务器，使之能够持续监听并处理客户端的请求。 #### 五、总结 本文详细介绍了如何使用Python3在树莓派上实现一个基于Web的远程控制小车及摄像头的应用。虽然目前的设计仅支持在同一局域网内的操作，但这个基础框架可以作为进一步开发的起点。通过增加更多的功能和优化用户体验，未来可以构建出更加完善的远程控制平台。