基于rt-smart实现扫描雷达

 

 

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。

 

 1void 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}

 

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    while (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    }

 

2.4总结

 

程序入口

 

 1int 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}

 

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

 

 

　　审核编辑：汤梓红