rt-smart学习笔记——小实验：实现“扫描雷达”

鸣涧

rt-smart学习笔记——小实验：实现“扫描雷达”

作者：ledoen

原文链接：

https://club.rt-thread.org/ask/article/cd6df3872ac4461d.html

一、功能描述

使用控制舵机带动超声波测距模块转动，同时进行测距，完成对0-180°范围内的障碍检测。

使用到了PWM模块、GPT模块和ENET模块

硬件

• imx6ul开发板
• 舵机
• 超声波测距模块
• 网口
  
  

软件

• 下位机基于rt-smart实现
  
  

• 控制舵机转动
• 控制测距模块进行测距
• 使用UDP协议和上位机进行通讯
  
  

• 上位机程序
  
  

• 向下位机发送指令，控制设备运行和停止
• 接收扫描数据
• 以雷达图的形式展示扫描结果
  
  

二、功能实现

2.1 舵机控制

舵机控制只使用到了PWM模块，代码上使用一个循环，实现舵机从0-180°的往复运动。

1. void pwm3_rotor_entry(void *parameter)
   
2. {
   
3.     angle = 1500;
   
4.     int16_t increase = SCAN_STEP;
   
5.     while(1)
   
6.     {
   
7.         if (myapp_isrunning)
   
8.         {
   
9.             rotor_set_angle(angle);
   
10.             if (angle == 500)
    
11.             {
    
12.                 increase = SCAN_STEP;
    
13.             }
    
14.             else if (angle == 2500)
    
15.             {
    
16.                 increase = -SCAN_STEP;
    
17.             }
    
18.             angle += increase;
    
19.         }
    
20.         else
    
21.         {
    
22.             rt_thread_mdelay(150);
    
23.             rotor_set_angle(1500);
    
24.         }
    
25.         rt_thread_mdelay(SCAN_PERIOD);
    
26.     }
    
27. }

复制代码

2.2超声波测距模块

需要使用PWM模块和GPT模块配合控制，PWM模块用于产生10us的启动脉冲，GPT模块用于接收超声波模块返回的echo信号，具体的实现在上一篇文章进行了描述。

2.3UDP通信

下位机和上位机采用服务器/客户端的方式进行通信，下位机作为服务器，上位机作为客户端

数据包分为两种，一种为指令包，上位机发给下位机；一种为数据包，下位机发给上位机。下位机在接收到开始指令后，启动扫描，并开始向上位机发送扫描数据，接收到停止指令时，停止扫描，并停止数据发送。

下位机使用UDP server的方式，参考rt-smart自带example的UDP server，绑定IP和端口。因为需要同时发送和接收，采用了两个线程，一个线程用于循环接收上位机的指令，一个线程用于循环发送扫描数据。

1. * 接收线程 */
   
2. hile (1)
   
3. 
   
4.    /* 接收数据，并获取客户端地址 */
   
5.    lwip_recvfrom(transfer.sockfd, (void *)recv_buffer, BUFSZ -1, 0,
   
6.                    (struct sockaddr *)&client_addr, &addr_len);
   
7.    /* 分析数据 */
   
8.    if (recv_buffer[0] == 1)
   
9.    {
   
10.         if (recv_buffer[1] == 1 && transfer.is_running == 0)
    
11.         {
    
12.             transfer.is_running = 1;
    
13.             transfer.radar_control(1);
    
14.         }
    
15.         else if (recv_buffer[1] == 2 && transfer.is_running == 1)
    
16.         {
    
17.             transfer.is_running = 0;
    
18.             transfer.radar_control(0);
    
19.         }
    
20.     }        
    
21. }
    
22. /* 发送线程 */
    
23. while (1)
    
24. {
    
25.     if (transfer.is_running)
    
26.     {
    
27.         /* 【5】获取数据 */
    
28.         transfer.get_data(&angle, &distance);
    
29.         /* 【6】整合数据 */
    
30.         /*angle = htons(angle);
    
31.         distance = htonl(distance);*/
    
32.         tran_data[1] = 0xff & angle;
    
33.         tran_data[2] = 0xff & (angle >> 8);
    
34.         tran_data[3] = 0xff & distance;
    
35.         tran_data[4] = 0xff & (distance >> 8);
    
36.         tran_data[5] = 0xff & (distance >> 16);
    
37.         tran_data[6] = 0xff & (distance >> 24);
    
38.         /* 【7】发送数据 */
    
39.         lwip_sendto(transfer.sockfd, tran_data, BUFSZ, 0, (struct sockaddr *)&client_addr, sizeof(struct sockaddr));
    
40.     }
    
41.     rt_thread_mdelay(100);
    
42. }

复制代码

2.4总结

程序入口

1. int myapp(void)
   
2. {
   
3.     rotor_init();
   
4.     /*控制舵机转动*/
   
5.     rt_thread_t pwm3_rotor_thread = rt_thread_create(
   
6.         "pwm3_rotor",
   
7.         pwm3_rotor_entry,
   
8.         RT_NULL,
   
9.         1024,
   
10.         25,
    
11.         5
    
12.     );
    
13.     if (pwm3_rotor_thread != RT_NULL)
    
14.     {
    
15.         rt_thread_startup(pwm3_rotor_thread);
    
16.     }
    
17.     hr04_enable();
    
18.     /*定时获取角度值*/
    
19.     rt_thread_t test_thread = rt_thread_create(
    
20.         "hr04",
    
21.         test_fun_entry,
    
22.         RT_NULL,
    
23.         1024,
    
24.         25,
    
25.         5
    
26.     );
    
27.     if (test_thread != RT_NULL)
    
28.     {
    
29.         rt_thread_startup(test_thread);
    
30.     }
    
31.     /*监控上位机指令*/
    
32.     rt_thread_t control_thread = rt_thread_create(
    
33.         "myapp",
    
34.         myapp_entry,
    
35.         RT_NULL,
    
36.         1024,
    
37.         25,
    
38.         5
    
39.     );
    
40.     if (control_thread != RT_NULL)
    
41.     {
    
42.         rt_thread_startup(control_thread);
    
43.     }
    
44.     return 0;
    
45. }
    

复制代码

下位机程序一共使用了4个线程

• 一个用于控制舵机
• 一个用于获取距离信息
• 一个用于监听上位机指令
• 一个用于发送扫描数据
  
  

三、效果

舵机+超声波测距

上位机界面