树莓派+Arduino 实现简易的手势识别智能小车（课设）

树莓派通过蓝牙串口与Arduino连接（实验室没有多余的蓝牙模块，零时想到用树莓派上的蓝牙代替下，使用树莓派作为主控控制小车有点大材小用哈哈），工作时Arduino作为发送端通过蓝牙传感器将佩戴在手上的加速度传感器的x,y轴变化量传输到树莓派上，树莓派作为接收端根据x,y轴变化量驱动L298N，实现对小车的状态控制。

每次重启树莓派我们都需要进行配置，在树莓派上生成HC-05模块的配置文件rfcomm0

1点击树莓派桌面上方蓝牙标志，连接HC-05（密码默认：1234）

2在树莓派终端

依次输入：

运行结果如下图，则在/etc中成功生成配置rfcomm0文件，

基本实现了功能，三等咸鱼，在线摸鱼，欢迎评论交流，如在茫茫人海中对您有所帮助，记得点赞呦，谢谢！

arduinonano借助小车套件里面的码盘测试小车代码。根据查询相关公开信息显示，可以借助小车套件里面的码盘配上测速模块对其速度进行测量。Arduinonano是Arduino家族中的一个子产品，Arduino有9类主要的产品：ArduinoDuemilanove、ArduinoNano、Arduinomini、ArduinoBT、LilyPadArduino、ArduinoPro和ArduinoPromini、ArduinoFio、ArduinoUno、Arduino2560Arduinonano在设计中去掉了直流电源接口，采用了Mini-B标准的USB接口来连接电脑，除了外观变了，其他接口及功能保持不变，控制器同样采用ATmega168或ATmega328，是一款缩小版的ArduinoDuemilanove。

     假设您使用无线串口控制小车，那么你需要设计一个串口指令协议，一般来说，通信协议的数据帧包括3部分，一是指令头，又叫做帧同步字；二是指令内容，也叫帧内容；三是校验码。

     同步字是为了便于程序分析连续传输的数据中，帧与帧之间的间隔，帧内容包含了所有经过16进制编码的各种控制指令和数据，校验码通常采用累加和与异或算法，为了计算本数据帧是否正确。（工业环境中，所有数据传输系统都存在一定的误码干扰，校验字能有效判别数据传输是否正确，进而通过错误处理机制，有效避免错误动作）。

     刚好前段时间写了个小车的控制程序，使用的是双路H桥来驱动电机的，不过不是控制履带式的，稍微改动了下。

  （注意，本程序仅适用于履带式小车，即左右电机正反转实现前后及转向，程序支持前后左右混控）

//

// 遥控帧协议和结构

// FB|80|51|AA|FF|BB|FF|BY|BY|BY|BY|BY|BY|CR

// 00|01|02|03|04|05|06|07|08|09|10|11|12|13

// 14 byte

//FB 80 51 遥控帧同步字                 00-02

//AA 前后控制量 128为中立位             03

//FF 恒定为0xFF                         04

//BB 左右控制量 128为中立位             05

//FF 恒定为0xFF                         06

//BY 备用控制指令 本程序为空            07-12

//CR 校验码，从00至12字节逐字节位异或   13

//

// 遥测帧协议结构

// FB|80|61|AA|FF|BB|FF|BY|BY|BY|BY|BY|BY|CR

// 00|01|02|03|04|05|06|07|08|09|10|11|12|13

// 14 byte

// 重复遥控指令，除帧头外，其定义与遥控指令相同

#define BR 9600       //定义串口波特率

//遥控指令接收处理相关定义

#define TCDL 14       //定义遥控数据帧长度字节数

#define BUFF_LONG 30  //定义串口接收缓存的长度

byte BUFF[BUFF_LONG]; //定义串口数据接收存储缓存

int BUFF_IDX = 0;     //定义串口数据接收存储缓存的指针

//遥测指令发送处理相关定义

#define TMFQ 80         //定义遥测数据帧发送间隔为80ms

#define TMDL 14         //定义遥测数据帧长度字节数

byte TM_Data[TMDL];     //定义遥测数据缓存

int TM_Index = 0;       //定义遥测数据指针

unsigned long Time = 0; //定义遥测发送计时器为0

//定义左、右电机与Arduino的驱动信号接口

//注意，这里用了4个PWM输出，部分Arduino板可能不支持，请查看手册

int Moto_Right_A = 3;

int Moto_Right_B = 5;

int Moto_Left_A = 6;

int Moto_Left_B = 9;

//数据接收指示灯相关定义

boolean IS_Blink = false;     //定义是否闪烁LED灯的变量

int LED = 13;         //定义LED灯接口为13

//指令变量定义

byte RunPWM = 128;   //定义前进、后退控制PWM指令变量

byte TurnPWM = 128;  //定义左转、右转控制PWM指令变量

void setup()

{

pinMode(Moto_Right_A, OUTPUT); //定义输出

pinMode(Moto_Right_B, OUTPUT); //定义输出

pinMode(Moto_Left_A, OUTPUT); //定义输出

pinMode(Moto_Left_B, OUTPUT); //定义输出

pinMode(LED, OUTPUT); //定义LED管脚为数字输出

Port_Init();  //初始化串口

Blink_LED(false); //关闭指示灯

}

void loop()

{

byte c;

if (Serialavailable() > 0)  //如果接收到串口数据

{

  c = Serialread();   //读一个字节

  Buff_AddChar(c);     //塞进缓存进行存储、校验和解码

}

TM_Freq();             //尝试按要求逐字节发送遥测数据

Driver_CAR(RunPWM, TurnPWM); //驱动左右电机正反转，实现运动控制

}

//驱动左右电机调速运行，实现左右正反转组合，实现控制

//前后、左右混控

void Driver_CAR(byte Run, byte Turn)

{

byte Run_L, Run_R;  //定义左右前进混合值

byte PWM_R_A, PWM_R_B, PWM_L_A, PWM_L_B; // 定义4个信号的独立PWM

Run_L = Run - (128 - Turn);  //将转向PWM混合到左路

Run_R = Run - (Turn - 128);  //将转向PWM混合到右路

PWM_L_A = (255 / 128) Run_L - 255;         //左路混合值结算为左路A信号PWM

PWM_L_B = (-1 255 / 128) Run_L + 255;    //左路混合值结算为左路B信号PWM

PWM_R_A = (255 / 128) Run_R - 255;         //右路混合值结算为右路A信号PWM

PWM_R_B = (-1 255 / 128) Run_R + 255;    //右路混合值结算为右路B信号PWM

analogWrite(Moto_Right_A, PWM_R_A);    //输出右路A信号

analogWrite(Moto_Right_B, PWM_R_B);    //输出右路B信号

analogWrite(Moto_Left_A, PWM_L_A);     //输出左路A信号

analogWrite(Moto_Left_B, PWM_L_B);     //输出左路B信号

}

//

//子程序 Port_Init()

//功能：初始化串口通信

void Port_Init()

{

BUFF_IDX = 0;  //初始化串口缓存指针为0

TM_Data[0] = 0xFB;  //初始化遥测数据帧头

TM_Data[1] = 0x80;  //初始化遥测数据帧头

TM_Data[2] = 0x61;  //初始化遥测数据帧头

Serialbegin(BR);  //定义波特率并启动串口

}

//

// 子程序 Buff_AddChar(byte b)

// 功能：串口接收字节加入缓存

// 1、加入字节到缓存；

// 2、检测到帧头则尝试检测遥控帧；

// 3、管理缓存指针

void Buff_AddChar(byte b)

{

BUFF[BUFF_IDX] = b;  //  缓存[缓存指针] = 接收字节

if (BUFF_IDX >= 2)

{

  if (BUFF[BUFF_IDX] == 0x51 && BUFF[BUFF_IDX - 1] == 0x80 && BUFF[BUFF_IDX - 2] == 0xFB) //  检测遥控帧头

  {

    if (BUFF_IDX == (TCDL - 1))

    {

      Buff_DCHK();  //  检测校验码

    }

    BUFF_IDX = 0;  //  缓存指针归零

    return;

  }

}

BUFF_IDX++;

if (BUFF_IDX > (BUFF_LONG - 1)) //  缓存指针越界

{

  BUFF_IDX = 0;  //  缓存指针归零

}

}

//

//子程序 Buff_DCHK()

//功能：校验遥控帧校验字是否正确

void Buff_DCHK()

{

byte DCHK = 0x00;

// 0xFB XOR 0x80 XOR 0x51

DCHK = BUFF[0];

DCHK = DCHK ^ BUFF[1];

DCHK = DCHK ^ BUFF[2];

int i;

for (i = 0; i < (TCDL - 4); i++)

{

  DCHK = DCHK ^ BUFF[i];

}

if (DCHK == BUFF[TCDL - 4])

{

  //校验字正确

  Blink_LED(true); //闪烁LED

  Get_CMD();       //解码指令

}

}

//

// 子程序 Get_CMD()

// 功能：解码遥控指令

void Get_CMD()

{

RunPWM = BUFF[0];

TurnPWM = BUFF[2];

//后面可以自己添加关于BY指令的解码处理

}

//

//子程序 TM_Freq()

//功能：遥测数据发送帧率控制

void TM_Freq()

{

unsigned long t;

if (TM_Index < TMDL) //如果一帧数据还没有发完

{

  Serialwrite(TM_Data[TM_Index]); //继续发数据

  TM_Index++;  //指针累加

}

else  //如果发完

{

  if (Time == 0)  //检测计时器是否为0

  {

    Time = millis(); //是则赋予计时器初始值

  }

  else  //不是

  {

    t = millis();

    if (t - Time >= TMFQ) //检测计时器是否到达帧率控制的时间

    {

      Time = t;

      TM_Make_Data();    //到达发送时间，则组一帧遥测数据，并开始发送

    }

  }

}

}

//

// 子程序 TM_Make_Data()

// 功能：发送遥测数据

void TM_Make_Data()

{

// 遥测帧协议结构

//FB|80|61|AA|FF|BB|FF|BY|BY|BY|BY|BY|BY|CR

//00|01|02|03|04|05|06|07|08|09|10|11|12|13

byte CHK = 0xFB;  //赋值帧头

CHK = CHK ^ 0x80; //赋值帧头

CHK = CHK ^ 0x61; //赋值帧头

TM_Data[3] = RunPWM;    //回写前后指令

TM_Data[4] = 0xFF;

CHK = CHK ^ TM_Data[3]; //计算校验码

CHK = CHK ^ TM_Data[4]; //计算校验码

TM_Data[5] = TurnPWM;   //回写转向指令

TM_Data[6] = 0xFF;

CHK = CHK ^ TM_Data[5]; //计算校验码

CHK = CHK ^ TM_Data[6]; //计算校验码

CHK = CHK ^ TM_Data[7]; //计算校验码

CHK = CHK ^ TM_Data[8]; //计算校验码

CHK = CHK ^ TM_Data[9]; //计算校验码

CHK = CHK ^ TM_Data[10]; //计算校验码

CHK = CHK ^ TM_Data[11]; //计算校验码

CHK = CHK ^ TM_Data[12]; //计算校验码

TM_Data[13] = CHK; //计算校验码

TM_Index = 0; //清除遥测发送指针位置

}

//

//子程序 Blink_LED()

//功能：闪烁内置LED灯

void Blink_LED(boolean Blink)

{

if (Blink == false)

{

  IS_Blink = false;

}

else

{

  IS_Blink = !IS_Blink;

}

digitalWrite(LED, IS_Blink);

}

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