项目十二 智能拐杖 - 任务二

《传感器应用》主讲教师：XXX

项目十二智能拐杖PART12※三轴加速度传感器选型与检测※实现智能拐杖12项目概述拐杖作为一种辅助行走的简单器械，通常是一根木制或金属棍子。拐杖是一种重要的医疗康复辅助用具,但市场上大多数拐杖并没有能够智能方便感应当前路面的倾斜度等功能，现公司需要设计一个智能拐杖要求使用三轴加速度传感器进行设计智能拐杖功能。小林是公司的产品研发工程师，现需要设计出产品。使用树莓派开发套件编写程序调试实现上述功能，便于后续产品的研发。认识加速度传感器的作用和种类01认识MPU6050陀螺仪加速度传感器02学习目标objective认识摇杆种类和使用方法03技能目标objective掌握MPU6050陀螺仪加速度的检测方法01掌握摇杆传感器的选用方法02TASKTWO任务二实现智能拐杖任务概述任务实施任务目标231本次任务：在掌握三轴加速度传感器的工作原理后，根据线路连线图连接线路并完成智能拐杖的程序编写，实现智能拐杖应用。任务概述任务概述任务实施任务目标231TASKTWO任务二实现智能拐杖01.掌握三轴加速度传感器编程方法02.掌握摇杆传感器编程方法任务目标3任务概述任务实施任务目标21TASKTWO任务二实现智能拐杖01.Python程序实现三轴加速度传感器采集任务实施02.Python程序实现摇杆传感器数据采集01.Python程序实现三轴加速度传感器采集任务所需软件如下所示：VNC-Viewer环境准备任务所需硬件如下所示：树莓派4BLCD1602模块三轴加速度传感器1.1.根据引脚说明和连线图连接设备（1）设备对应接口如下表说明：树莓派T型转接板三轴加速度传感器SCLSCLSCLSDASDASDA5V5V5VGNDGNDGND步骤1：根据连线图连接线路树莓派T型转接板LCD1602模块SDASDASDASCLSCLSCLGNDGNDGNDVCC5VVCC（2）如图所示，使用杜邦线将树莓派连接面包板后的GPIO与LCD1602、三轴加速度传感器模块连接起来，由板载的5V为模块供电。图：树莓派连接模块图1.2.Python程序实现三轴加速度传感器步骤1：打开“MobaXterm”软件连接SFTP服务（1）开启树莓派电源->打开“MobaXterm”软件->在菜单栏点击“Session”按钮->选择“SFTP”选项如图所示。图：连接SFTP服务（2）在“SFTP”选项中输入“host”树莓派IP地址00、“username”用户名pi、“Port”端口号22端口->之后点击“OK”按钮，如图所示。图：连接树莓派步骤2：上传文件至Desktop目录下（1）单击OK后，位于软件窗体右方会生成链接的IP地址双击进行连接->连接成功后即可将计算机的文件拖拽至树莓派中如图所示。图：连接成功界面（2）在配套资料中找到LCD1602.py、MPU6050.py库文件，将其拖拽至树莓派文件目录下，本次案例拖拽至Desktop表示树莓派的桌面文件夹下，如图所示。图：上传文件步骤3：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。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“Security.py”的Python文件。步骤4：编写和验证代码输入代码，使用MPU6050类库获取加速度传感器数据，并输出数据。import

timeimportMPU6050importLCD1602LCD1602.init(0x27,1)#初始化显示屏MPU6050.makerobo_MPU_Init()while

True:

try:

x=MPU6050.read_x()#读取加速度计x数值

y=MPU6050.read_y()#读取加速度计y数值

z=MPU6050.read_z()#读取加速度计z数值

gx=MPU6050.read_gx()#读取陀螺仪x数值

gy=MPU6050.read_gy()#读取陀螺仪y数值

gz=MPU6050.read_gz()#读取陀螺仪z数值

print("加速度x轴:",x)

print("加速度y轴:",y)

print("加速度z轴:",z)

print("陀螺仪x轴:",gx)

print("陀螺仪y轴:",gy)

print("陀螺仪z轴:",gz)

#在LCD显示加速度X轴信息

LCD1602.write(0,0,'x:'+str(x)+'y:'+str(y)+'z:'+str(z))

LCD1602.write(1,0,'x:'+str(gx)+'y:'+str(gy)+'z:'+str(gz))

except:

print("出现异常")

time.sleep(2)#等待两秒后继续读取代码详解本次案例调用了MPU6050库文件［LCD1602库文件从而实现获取加三轴加速度传感器数据的获取。使用MPU6050库文件时需要在循环程序的外头写上初始化函数进行设备的初始化操作，在初始化完成后即可调用库中的read方法实现三轴加速度传感器的数据获取操作read函数分为6个分别获取6种不同的x、y、z三轴的状态。PU6050.makerobo_MPU_Init()打印数据并显示在LCD1602模块中，调用显示函数时可将显示的内容直接字符串拼接起来显示。在获取数据成功后由于获取到的数据类型为int整型数据。所以需要将其转换为字符串型数据才可以正常显示。需要注意的是——技能拓展（1）在LCD1602显示过程中，会发现有闪屏的现象，如要解决闪屏的问题，需要如何进行解决，修改上述代码实现解决闪屏问题。（2）编写代码实现当x轴超过100度时程序提示“地面不平请注意安全”，并显示在LCD1602显示屏中。02.Python程序实现摇杆传感器数据采集任务所需软件如下所示：VNC-Viewer环境准备任务所需硬件如下所示：树莓派4BLCD1602模块摇杆传感器2.1.根据引脚说明和连线图连接设备（1）设备对应接口如下表说明：树莓派T型转接板PCF8591模块SCLSCLSCLSDASDASDA5V5VVCCGNDGNDGND步骤1：根据连线图连接线路PCF8591模块T型转接板摇杆传感器AIN0*VRYAIN1*VRXAIN2*SWVCC5VVCCGNDGNDGND（2）如图所示，使用杜邦线将树莓派连接面包板后的GPIO与PCF8591模块连接起来，由板载的5V为模块供电。图：树莓派模块连接图2.2.Python程序实现摇杆传感器数据采集步骤1：打开“MobaXterm”软件连接SFTP服务（1）开启树莓派电源->打开“MobaXterm”软件->在菜单栏点击“Session”按钮->选择“SFTP”选项如图所示。图：连接SFTP服务（2）在“SFTP”选项中输入“host”树莓派IP地址00、“username”用户名pi、“Port”端口号22端口->之后点击“OK”按钮，如图所示。图：连接树莓派步骤2：上传文件至Desktop目录下（1）单击OK后，位于软件窗体右方会生成链接的IP地址双击进行连接->连接成功后即可将计算机的文件拖拽至树莓派中如图所示。图：连接成功界面（2）在配套资料中找到LCD1602.py、jpy.py库文件，将其拖拽至树莓派文件目录下，本次案例拖拽至Desktop表示树莓派的桌面文件夹下。步骤3：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。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“3.2.py”的Python文件。步骤2：编写和验证代码输入代码，使用MPU6050类库获取加速度传感器数据，并输出数据。importJoyimport

timeimportLCD1602#程序入口Joy.makerobo_setup()#初始化LCD1602.init(0x27,1)makerobo_status=''

#状态值赋空值while(True):

try:

#调用方向判断函数

makerobo_tmp=Joy.makerobo_direction()

#'home','up','down','left','right','pressed'

print(makerobo_tmp)

LCD1602.wirte(0,0,makerobo_tmp)

except:

print("发生异常错误")

time.sleep(2)代码详解本次案例调用了Joy库文件［LCD1602库文件从而实现获取摇杆传感器数据的获取。使用摇杆传感器库文件前需要调用初始化函数方法，调用成功后即可获取对应按钮数据。Joy.makerobo_setup()使用Jo