RT-Thread-rt-smart学习笔记——小实验：实现“扫描雷达”RT-Thread问答社区

rt-smart学习笔记——小实验：实现“扫描雷达”

发布于 2022-01-23 11:20:08 浏览：1036 订阅该版

[tocm]

## 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。

```c
void pwm3_rotor_entry(void *parameter)
{
	angle = 1500;
	int16_t increase = SCAN_STEP;
	while(1)
	{
		if (myapp_isrunning)
		{
			rotor_set_angle(angle);
			if (angle == 500)
			{
				increase = SCAN_STEP;
			}
			else if (angle == 2500)
			{
				increase = -SCAN_STEP;
			}
			angle += increase;
		}
		else
		{
			rt_thread_mdelay(150);
			rotor_set_angle(1500);
		}
		rt_thread_mdelay(SCAN_PERIOD);
	}
}
```

### 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。

```
    /* 接收线程 */
    while (1)
    {
        /* 接收数据，并获取客户端地址 */
        lwip_recvfrom(transfer.sockfd, (void *)recv_buffer, BUFSZ -1, 0,
                        (struct sockaddr *)&client_addr, &addr_len);
        /* 分析数据 */
        if (recv_buffer[0] == 1)
        {
            if (recv_buffer[1] == 1 && transfer.is_running == 0)
            {
                transfer.is_running = 1;
                transfer.radar_control(1);
            }
            else if (recv_buffer[1] == 2 && transfer.is_running == 1)
            {
                transfer.is_running = 0;
                transfer.radar_control(0);
            }
        }        
    }
    
    /* 发送线程 */
    while (1)
    {
        if (transfer.is_running)
        {
            /* 【5】获取数据 */
            transfer.get_data(&angle, &distance);
            /* 【6】整合数据 */
            /*angle = htons(angle);
            distance = htonl(distance);*/
            tran_data[1] = 0xff & angle;
            tran_data[2] = 0xff & (angle >> 8);

tran_data[3] = 0xff & distance;
            tran_data[4] = 0xff & (distance >> 8);
            tran_data[5] = 0xff & (distance >> 16);
            tran_data[6] = 0xff & (distance >> 24);
            /* 【7】发送数据 */
            lwip_sendto(transfer.sockfd, tran_data, BUFSZ, 0, (struct sockaddr *)&client_addr, sizeof(struct sockaddr));
        }
        rt_thread_mdelay(100);
    }
```

### 2.4总结

程序入口

```c
int myapp(void)
{
	rotor_init();

/*控制舵机转动*/
	rt_thread_t pwm3_rotor_thread = rt_thread_create(
		"pwm3_rotor",
		pwm3_rotor_entry,
		RT_NULL,
		1024,
		25,
		5
	);

if (pwm3_rotor_thread != RT_NULL)
	{
		rt_thread_startup(pwm3_rotor_thread);
	}
	
	hr04_enable();
	/*定时获取角度值*/
	rt_thread_t test_thread = rt_thread_create(
		"hr04",
		test_fun_entry,
		RT_NULL,
		1024,
		25,
		5
	);
	if (test_thread != RT_NULL)
	{
		rt_thread_startup(test_thread);
	}

/*监控上位机指令*/
	rt_thread_t control_thread = rt_thread_create(
		"myapp",
		myapp_entry,
		RT_NULL,
		1024,
		25,
		5
	);
	if (control_thread != RT_NULL)
	{
		rt_thread_startup(control_thread);
	}

return 0;
}
```

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
![b8ff5e42b538809aee156b626c404a01.jfif](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220123/b8ff5e42b538809aee156b626c404a01.jfif)
### 上位机界面
![无标题.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220123/a52a9a8a0572db621b155a7387d56ba9.jpg.webp)