项目七 智能防盗门 - 任务四

《传感器应用》主讲教师：XXX

项目七智能防盗门PART07※霍尔传感器选型与检测※实现霍尔智能门锁07※干簧管传感器选型与检测※实现磁簧开关智能门锁认识霍尔传感器的工作原理和检测方法01掌握Python语言中循环的使用03认识干簧管传感器的工作原理和检测方法02学习目标objective掌握集成应用多个传感器模拟智能门锁04TASKFOUR任务四实现磁簧开关智能门锁4任务要求储备知识任务实施任务目标231通过磁簧开关可以对磁场信号的有无做出反馈。在本次任务中，要求使用树莓派中的GPIO库开发应用程序，实现根据磁簧开关得到的数字量值来模拟控制智能门锁。任务要求4任务要求储备知识任务实施任务目标231TASKFOUR任务四实现磁簧开关智能门锁01.了解Python语言的break语句02.了解Python语言的continue语句任务目标03.了解Python语言的pass语句04.应用Python程序调用GPIO库函数4任务要求储备知识任务实施任务目标231TASKFOUR任务四实现磁簧开关智能门锁01.了解Python语言的break语句储备知识02.了解Python语言的continue语句03.了解Python语言的pass语句01.了解Python语言的break语句在Python语言中，break语句用于结束整个循环。下面是一个简单的循环例如foriinrange(6):print(i)上述循环语句执行后，程序会依次输出0～5的整数，除非循环结束，程序才会停止。这时，如果希望程序只输出从0～3的数字，则需要在指定时刻（执行完第4次循环语句）结束循环。接下来，演示使用break结束循环的过程，案例代码break.py如下：foriinrange(6):ifi==4:break print(i)可以看出，该案例中控制程序执行了4次循环，第5次循环时，使用if语句进行判断，若i的值为4，则使用break语句强制退出循环体，不再执行循环体中剩余的语句。执行效果如下：流程如图所示：图：break在循环体中作用示意图02.了解Python语言的continue语句在Python语言中，continue语句用于结束本次循环，跳过循环体中尚未执行的语句，接着进行终止条件的判断，以决定是否继续循环。接下来，通过案例代码continue.py演示使用continue语句的执行过程，如下：foriinrange(5):i+=1ifi==3:continue print(i)执行效果如下：将i+1赋值给i图：continue在循环体中作用示意图在案例中，使用了for-in语句控制程序执行5次循环。在for-in语句中——continue语句在循环体中的作用如流程图所示：使用if语句进行判断若i的值为3，则终止本次循环，进入下一次循环。满足条件则继续输出i的值直到结束。03.了解Python语言的pass语句Python中的pass是空语句，它的出现是为了保持程序结构的完整性。pass不做任何事情，一般用作占位语句。pass语句的使用如案例pass.py所示：forletterin'Runtest':ifletter=='t':passprint('执行pass块')print('当前字母：',letter)else:print('GoodBye!')执行效果如下：当程序执行pass语句时，由于pass是空语句，程序会忽视该语句，按顺序执行其它语句。当for循环结束，执行else语句里的print，打印输出“GoodBye!”。在案例中思考练习（1）简述break和continue的区别。（2）使用for循环计算100以内的奇数之和。4任务要求储备知识任务实施任务目标231TASKFOUR任务四实现磁簧开关智能门锁04.Python程序实现磁簧开关智能门锁任务实施04.Python程序实现磁簧开关智能门锁任务所需软件如下所示：环境准备任务所需硬件如下所示：VNC-Viewer三色灯模块树莓派4B干簧管模块有源蜂鸣器4.1.模拟场景描述本案例实验能够模拟智能门锁的防盗功能，利用干簧管传感器感应磁场的特点，假设磁场是带有磁性的房卡，根据磁场的有无，给蜂鸣器发送信号，进而控制蜂鸣器的发声，模拟智能门锁的警报功能。4.2.根据引脚说明和连线图连接设备有源蜂鸣器T型转接板干簧管传感器三色灯VCC5VVCC*GNDGNDGNDGNDSignalG17***G18DO**G23*G*G24*R图：连接图4.3.Python程序实现智能门锁防盗步骤1：打开mu开发环境，新建Python文件（1）开启树莓派电源->打开“VNC-Viewer”软件连接树莓派->输入IP地址->用户名密码。（2）连接成功后，在点击左上方【树莓派】图标->选择【编程】->点击打开【mu】软件，如图所示：图：打开PythonIDE（3）打开“mu”软件，软件界面后如图所示：图：mu软件界面（4）单击“mu”软件界面上的按钮，新建一个名为“HallCheck.py”的Python文件，保存在“/home/pi/mu_code”目录下。步骤2：编写和验证代码输入代码，实现读取干簧管传感器的DO口的数字量信号，当读到磁场存在时，向蜂鸣器和三色灯发送信号，要求控制发声和绿灯闪烁的频率，当读到磁场不存在时，控制红灯常量。importRPi.GPIOasGPIOimporttimeiOpen=0#GPIO初始化def

InitGPIO():GPIO.setmode(GPIO.BCM)

#管脚映射，采用BCM编码GPIO.setwarnings(False)#关闭GPIO警告提示GPIO.setup(18,GPIO.IN)

#设置BCM编号为18的引脚为信号输入GPIO.setup(17,GPIO.OUT)#设置BCM编号为17的引脚为蜂鸣器信号输出GPIO.setup(23,GPIO.OUT)#设置BCM编号为23的引脚为绿灯信号输出GPIO.setup(24,GPIO.OUT)#设置BCM编号为24的引脚为红灯信号输出

#设置信号输出口17、23、24初始值为低电平GPIO.output(17,GPIO.LOW)GPIO.output(23,GPIO.LOW)GPIO.output(24,GPIO.LOW)def

Open():

globaliOpeniOpen=1

ifiOpen:

foriin

range(0,3):GPIO.output(23,GPIO.HIGH)#绿灯亮起GPIO.output(17,GPIO.HIGH)#蜂鸣器发声time.sleep(0.5)GPIO.output(23,GPIO.LOW)#绿灯熄灭GPIO.output(17,GPIO.LOW)#蜂鸣器停止发声time.sleep(0.5)

else:iOpen=0def

Close():GPIO.output(24,GPIO.HIGH)#红灯常亮InitGPIO()while

True:signal=GPIO.input(18)

print(signal)

ifsignal:Open()

else:Close()time.sleep(1)代码详解（1）本案例代码使用了模块化编程思维，即将不同的功能归纳为函数的集合，如InitGPIO()实现对各输入输出口的初始化，Open()实现磁场存在的时候的信号处理，而Close()实现磁场消失的时候的信号处理。（2）在Open()函数中，表示允许在函数内对全局变量iOpen进行修改的声明，这个也是Python语言不同于其他编程语言的处理方法。通过for循环实现绿灯闪烁3次，蜂鸣器也发声3次，且频率间隔0.5秒，在循环结束后再去执行else后面的语句。这里iOpen变量的作用是实现在磁场存