86duino Remote Control Car
之前寫了一篇有關 MRAA 的文章，不過裡頭只有簡單的範例，藉由這一次實作遠端遙控車，希望能讓大家更瞭解 MRAA 能夠做些甚麼事情，說不定有些應用剛好很合適用 MRAA 來實作也不一定。
本篇會著重在如何用 MRAA 打造出 web app，硬體部分可以依照自己的想法去改變，基本上你需要有：
- USB Camera 一個
- USB WiFi 網卡一個
- 馬達和輪子，想要如何設計都可以唷
- SD 卡一張，用來裝 L86duntu
後面我會先介紹 L86duntu 的一些功能，最後再把它們串起來，完成遠端遙控車。
L86duntu 簡介
L86duntu 是專為 86Duino 打造的 Linux 作業系統，開發環境已經算建立得很完整了，除了基本的 GCC、JAVA、Python 還包含：
當然也有方便好用的應用程式，舉幾個我常用的：
- VNC Server 4.1.1：使用 RFB（Remote Framebuffer）協定的螢幕畫面分享及遠端操作軟體。
- MJPG-streamer：WebCam 即時影像串流程式。
除了提供工具以外，還有詳細的圖文教學，對於想學習 Linux 系統的人來說應該也是個不錯的機會。
超頻 86Duino
使用 L86duntu 我個人建議超頻到 500MHz 的，使用上會比原本的 300MHz 順暢，首先要準備 86Duino SysImage (參考 86Duino SysImage 工具程式部分) 接著再設定 CPU 時脈裡用隱藏指令超頻到 500MHz。超頻完成之後就把 SD 卡換成 L86duntu 開始使用囉！
操作 L86duntu
L86duntu 最簡易的操作方式是用 USB 虛擬網卡和 SSH 連線，檔案傳輸可以依靠 sftp 的協定來進行。
按照以上的方式安裝完虛擬網卡之後，可以利用 putty 或是 pietty 等程式連上 L86duntu，選擇 ssh 的方式，IP 設為 10.0.1.1，Port 為 22 即可。登入時帳號輸入 dmp，密碼輸入 86duino，等待一下就可以進入 L86duntu 了！
mjpg-streamer
開進 L86duntu 之後先介紹大家如何使用 mjpg-streamer 這個套件，使用前要將 86Duino 接上一個 usb camera：
cd /home/dmp/mjpg-streamer/mjpg-streamer
export LD_LIBRARY_PATH="$(pwd)"
./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so -y -r 320x240 -f 10" -o "./output_http.so -w ./www" &
前兩行是移動到 mjpg-streamer 資料夾並將需要用到的 Library 加入 LD_LIBRARY_PATH 中，這樣一來才能使用 mjpg-streamer 這個應用程式，參數的話 -i 表示 input-plugin，-o 表示 output-plugin，-r 和 -f 分別表示 resolution 和 frame rate，-y 表示使用 YUV 格式的 camera，一般預設是使用 JPG 格式，所以可以依照自己的 camera 決定要如何下參數。程式執行之後，要確認有沒有成功開始串流，可以用電腦的瀏覽器，連到 86Duino 所在的 IP，PORT 為 8080 的網頁，就可以看結果了，例如 86Duino IP 為 192.168.1.70，只要連上 192.168.1.70:8080 就能看到結果了。
USB WiFi 設定
我選用的 USB WiFi 跟教學中的一樣，所以照這個步驟做就完成了，要注意的地方是系統有時候會找不到 driver，所以使用前建議下 modprobe rt2800usb 這個指令。而如果是用不同的 USB 網卡，也可以參照教學，整個流程應該會是類似的。
Web App
網頁是我們主要寫程式的部分，這邊我主要是使用 Express 3 來開發，後來一查才發現好像快出到 5 代了 XDD 有機會的話再改至較新的版本，請大家多多海涵。
先附上原始碼，結構是很中規中矩的 Express 專案，重點部分在 app.js 和 view/index.jade 之中，我們先來看看 app.js 是如何使用 MRAA 的：
var m = require('mraa');
.
.
.
// 宣告四個用來控制輪子的 gpio 腳位，對應 86Duino 上的 10, 11, 31, 32
var gpio0 = new m.Gpio(10);
var gpio1 = new m.Gpio(11);
var gpio2 = new m.Gpio(31);
var gpio3 = new m.Gpio(32);
// 把四根 gpio 設定成輸出模式
gpio0.dir(m.DIR_OUT);
gpio1.dir(m.DIR_OUT);
gpio2.dir(m.DIR_OUT);
gpio3.dir(m.DIR_OUT);
// 利用 socket.io 與前端溝通，只要前端網頁用鍵盤或按鈕來
// 觸發相應事件(move)，後端再進一步看事件傳來的 cmd 為何，
// 就能依照 cmd 讓車子依照使用者的操作移動
// 0：停止，所有的腳位輸出 0(LOW)
// 1：往前，兩顆輪子皆正轉，腳位按順序是 0(LOW) 1(HIGH) 0(LOW) 1(HIGH)
// 2：往左，左邊的輪子往後，右邊的輪子往前
// 3：往右，右邊的輪子往後，左邊的輪子往前
// 4：往下，兩顆輪子皆反轉
serv_io.sockets.on('connection', function (socket) {
socket.on('move', function (data) {
if('0' == data.cmd) //stop
{
gpio0.write(0);
gpio1.write(0);
gpio2.write(0);
gpio3.write(0);
}
else if('1' == data.cmd) //up
{
gpio0.write(0);
gpio1.write(1);
gpio2.write(0);
gpio3.write(1);
}
else if('2' == data.cmd) //left
{
gpio0.write(0);
gpio1.write(1);
gpio2.write(1);
gpio3.write(0);
}
else if('3' == data.cmd) //right
{
gpio0.write(1);
gpio1.write(0);
gpio2.write(0);
gpio3.write(1);
}
else if('4' == data.cmd) //down
{
gpio0.write(1);
gpio1.write(0);
gpio2.write(1);
gpio3.write(0);
}
});
});
接著來看看 view/index.jade：
block content
.jumbotron
h1 86Duino Remote Control Car
p
.row
.col-md-4
h2 Control
script(src='https://cdn.socket.io/socket.io-1.2.1.js')
script(src='https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/keypress/2.1.4/keypress.min.js')
.row.center.nopadding
.col-md-6
a.btn.btn-primary(onclick='move(1);') ↑
.row.center.nopadding
.col-md-6
a.btn.btn-info(onclick='move(2);') ←
a.btn.btn-danger(onclick='move(0);') ●
a.btn.btn-info(onclick='move(3);') →
.row.center.nopadding
.col-md-6
a.btn.btn-primary(onclick='move(4);') ↓
以上是寫大標題和畫出五顆按鈕，按鈕被按下去時(onclick)會去執行 move(cmd) 這個函式，並依照不同的按鈕傳送不同的參數，而 move 這個函數我寫在 public/javascript/car.js 裡面：
function move(cmd) {
socket.emit('move', { 'cmd': cmd });
};
單純的去處發 move 這個事件，並把 cmd 送出去。
script.
var socket = io.connect();
.col-md-6
h2 Stream
.row.center.nopadding
.col-md-6
img(id='stream')
script.
var imgsrc = 'http://' + location.hostname + ':8080/?action=stream';
$(document).ready(function() {
$('#stream').attr('src', imgsrc);
});
這邊插了一段 js 程式碼來宣告 socket，讓 socket.io 能正常運作，接著把視訊影像所需要的 img 標籤寫出來，因為遙控車的 ip 可能會每次不同，所以這邊只先給 id，之後在用 jquery 操作給予它 src 的內容，如上面程式碼 $('#stream').attr('src', imgsrc);，而 src 即為上面用 mjpg-streamer 產生的影像來源。
var listener = new window.keypress.Listener();
var socket = io.connect();
listener.register_combo({
"keys": "right",
"on_keydown": function(){
socket.emit('move', {'cmd': 3});
},
"on_keyup": function(){
socket.emit('move', {'cmd': 0});
},
"prevent_repeat": true
});
最後是類似的鍵盤事件註冊，就挑其中一個出來說明，為了讓 web app 也能接受用鍵盤操控小車，我採用 keypress.js 來偵測鍵盤事件，宣告 listener 之後就可以開始註冊事件了，事件中要設定 keys 表示要用到的案件，on_keydown 和 on_keyup 則分別表示按鈕被按下與放開時所要執行的函數，prevent_repeat 是用來表示事件是否要防止事件被重複觸發。
至於其他小細節有興趣的可以參考原始碼唷～
整合
做完以上全部的步驟並且每個部份都能運作的時候，我們就要把所有東西都整合起來了，這邊我的作法是寫一個開機自動執行的 script 把所有東西整合在一起：
#! /bin/sh
# /etc/init.d/car
#
### BEGIN INIT INFO
# Provides: car
# Required-Start: $remote_fs $syslog
# Required-Stop: $remote_fs $syslog
# Default-Start: 1 2 3 4 5 6
# Default-Stop: 0
# Short-Description: Start daemon at boot time
# Description: Enable service provided by daemon.
### END INIT INFO
# Some things that run always
touch /var/lock/car
# Carry out specific functions when asked to by the system
case "$1" in
start)
export PATH=$PATH:/usr/local/bin
echo "Starting 86Duino Remote Control Car"
modprobe rt2800usb
echo 148F 5370 | tee /sys/bus/usb/drivers/rt2800usb/new_id
sleep 5
ifconfig wlan2 up
killall wpa_supplicant
killall wpa_supplicant
killall wpa_supplicant
killall wpa_supplicant
killall wpa_supplicant
wpa_supplicant -i wlan2 -D nl80211 -c /etc/wpa_supplicant.conf -B
udhcpc -i wlan2
sleep 5
cd /home/dmp/mjpg-streamer/mjpg-streamer
export LD_LIBRARY_PATH="$(pwd)"
./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so -y -r 320x240 -f 10" -o "./output_http.so -w ./www" &
cd /home/dmp/86Duino_Remote_Control_Car
node app.js
;;
stop)
echo "Stopping 86Duino Remote Control Car"
;;
*)
echo "Usage: /etc/init.d/car {start|stop}"
exit 1
;;
esac
exit 0
把這支名為 car 的程式放進 /etc/init.d/ 之中，並用指令 update-rc.d car start 30 1 2 3 4 5 . stop 80 0 6 . 來開啟這個服務，其中
- 0：關機 (Halt)
- 1：單一使用者模式 (single user mode)
- 2-5：多使用者模式 (multi user mode)
- 6：系統重啟 (reboot)
而若要關閉則使用 update-rc.d -f car remove 來關閉。要注意的是若使用不同的網卡要記得換成對應的指令唷！
最後最後，要連上遠端遙控車的網頁，還需要得到 86Duino 的 IP，這邊無論是要用 UDP Broadcast 還是車上裝小螢幕顯示出來都可以，我就不多加贅述了，希望大家能玩得開心 ^___^
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