使用REST使用Meadow和MAUI遠(yuǎn)程控制伺服

描述

項(xiàng)目更新為 V1.0 Release Candidate 1（2022 年 10 月 23 日）

該項(xiàng)目向您展示如何通過使用 Maple 向作為服務(wù)器運(yùn)行的 Meadow 發(fā)送 http 請求來使用 MAUI 應(yīng)用程序控制 MicroServo。

Maple通過 Web API 公開控制，使與 Meadow 建立連接的設(shè)備變得容易。Maple是一個(gè)開源、超輕量級(jí)、支持 JSON 的 RESTful Web 服務(wù)器。它還具有廣告功能，這意味著您可以通過使用其名稱和 IP 地址收聽 UDP 廣播消息來發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的 Maple 服務(wù)器。

Meadow.Foundation是一個(gè)平臺(tái)，用于在 Meadow 上使用 .NET 快速輕松地構(gòu)建連接的事物。它由Wilderness Labs創(chuàng)建，完全開源并由 Wilderness Labs 社區(qū)維護(hù)。

如果您是 Meadow 的新手，我建議您通過控制板載 RGB LED 項(xiàng)目轉(zhuǎn)到 Meadow 入門，以正確設(shè)置您的開發(fā)環(huán)境。

第 1 步 - 組裝電路

如下所示連接您的項(xiàng)目：

?

將伺服 SG90 連接到 Meadow

?

第 2 步 - 創(chuàng)建 Meadow 應(yīng)用程序項(xiàng)目

在 Visual Studio 2019 for Windows或macOS中創(chuàng)建一個(gè)新的Meadow Application項(xiàng)目并將其命名為MeadowMapleServo 。

第 3 步 - 添加所需的 NuGet 包

對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，搜索并安裝以下 NuGet 包：

• Meadow.Foundation.Web.Maple.Server
• Meadow.Foundation.Servos.ServoCore

第 4 步 - 為 MeadowMapleServo 編寫代碼

讓我們遍歷每個(gè)類來構(gòu)建這個(gè)項(xiàng)目：

為每個(gè)涉及的外圍設(shè)備創(chuàng)建一個(gè) Controller 類是一個(gè)很好的做法，可以使項(xiàng)目更具可擴(kuò)展性、可維護(hù)性和清潔性。這些 Controller 類抽象了所有外圍設(shè)備的邏輯，因此主要程序邏輯將保持清晰和易于理解。

伺服控制器類

public class ServoController
{
    private static readonly Lazy instance =
        new Lazy(() => new ServoController());
    public static ServoController Instance => instance.Value;

    Servo servo;

    Task animationTask = null;
    CancellationTokenSource cancellationTokenSource = null;

    protected int _rotationAngle;

    private ServoController() 
    {
        Initialize();
    }

    private void Initialize()
    {
        servo = new Servo(
            device: MeadowApp.Device, 
            pwmPort: MeadowApp.Device.Pins.D10, 
            config: NamedServoConfigs.SG90);
        servo.RotateTo(NamedServoConfigs.SG90.MinimumAngle);
    }

    public void RotateTo(Angle angle)
    {
        servo.RotateTo(angle);
    }

    public void StopSweep()
    {
        cancellationTokenSource?.Cancel();
    }

    public void StartSweep()
    {
        animationTask = new Task(async () =>
        {
            cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();
            await StartSweep(cancellationTokenSource.Token);
        });
        animationTask.Start();
    }
    protected async Task StartSweep(CancellationToken cancellationToken)
    {
        while (true)
        {
            if (cancellationToken.IsCancellationRequested) { break; }

            while (_rotationAngle < 180)
            {
                if (cancellationToken.IsCancellationRequested) { break; }

                _rotationAngle++;
                servo.RotateTo(new Angle(_rotationAngle, Angle.UnitType.Degrees));
                await Task.Delay(50);
            }

            while (_rotationAngle > 0)
            {
                if (cancellationToken.IsCancellationRequested) { break; }

                _rotationAngle--;
                servo.RotateTo(new Angle(_rotationAngle, Angle.UnitType.Degrees));
                await Task.Delay(50);
            }
        }
    }
}

如您所見，此類包含以下方法：

• Initialize()- 用于設(shè)置 MicroServo 并通過將其旋轉(zhuǎn) 0 度將其設(shè)置到初始位置。
• RotateTo(Angle angle)- 使舵機(jī)按指定角度旋轉(zhuǎn)。
• StartSweep()- 使伺服來回旋轉(zhuǎn)到其最大角度范圍。
• StopSweep()- 停止掃描動(dòng)作。

ServoControllerRequestHandler 類

public class ServoControllerRequestHandler : RequestHandlerBase
{
    public ServoControllerRequestHandler() { }

    [HttpPost("/rotateto")]
    public IActionResult RotateTo()
    {
        int angle = int.Parse(Body);
        ServoController.Instance.RotateTo(new Angle(angle, Angle.UnitType.Degrees));
        return new OkResult();
    }

    [HttpPost("/startsweep")]
    public IActionResult StartSweep()
        {
        ServoController.Instance.StartSweep();
        return new OkResult();
    }

    [HttpPost("/stopsweep")]
    public IActionResult StopSweep()
    {
        ServoController.Instance.StopSweep();
        return new OkResult();
    }
}

此類用于公開所有服務(wù)器入口點(diǎn)，以便客戶端可以發(fā)送 Http POST 請求來控制伺服。請注意，Servo Controller 類中的每個(gè)方法都有一個(gè)。

秘密課

public class Secrets
{
    ///     /// Name of the WiFi network to use.
    /// summary>
    public const string WIFI_NAME = "[SSID]";

    ///     /// Password for the WiFi network names in WIFI_NAME.
    /// summary>
    public const string WIFI_PASSWORD = "[PASSWORD]";
}

我們需要此類來輸入我們的 WiFi 憑據(jù)，以便 Meadow 可以加入我們的網(wǎng)絡(luò)。

MeadowApp 類

// public class MeadowApp : App <- If you have a Meadow F7v1.*
public class MeadowApp : App
{
    MapleServer mapleServer;

    public override async Task Initialize()
    {
        var onboardLed = new RgbPwmLed(device: Device,
            redPwmPin: Device.Pins.OnboardLedRed,
            greenPwmPin: Device.Pins.OnboardLedGreen,
            bluePwmPin: Device.Pins.OnboardLedBlue);
        onboardLed.SetColor(Color.Red);

        ServoController.Instance.RotateTo(new Angle(NamedServoConfigs.SG90.MinimumAngle));

        var wifi = Device.NetworkAdapters.Primary();

        var connectionResult = await wifi.Connect(Secrets.WIFI_NAME, Secrets.WIFI_PASSWORD, TimeSpan.FromSeconds(45));
        if (connectionResult.ConnectionStatus != ConnectionStatus.Success)
        {
            throw new Exception($"Cannot connect to network: {connectionResult.ConnectionStatus}");
        }

        mapleServer = new MapleServer(wifi.IpAddress, 5417, true, logger: Resolver.Log);
        mapleServer.Start();

        onboardLed.SetColor(Color.Green);
    }
}

這個(gè)主類中最重要的部分是 Initialize 方法，我們首先初始化我們的ServoController ，我們激活我們的網(wǎng)絡(luò)適配器加入我們的網(wǎng)絡(luò)，我們創(chuàng)建一個(gè)新的MapleServer對(duì)象， Advertise 參數(shù)設(shè)置為true ，一旦板載 LED 亮起綠色，應(yīng)用程序最終在 MeadowApp 的構(gòu)造函數(shù)末尾啟動(dòng)了 maple 服務(wù)器。

這就是我們在 Meadow 方面需要做的一切。現(xiàn)在讓我們快速瀏覽一下 Xamarin 配套應(yīng)用。

第 5 步 - 了解 MAUI 應(yīng)用程序

正如我們所提到的，在這個(gè)項(xiàng)目中，我們包含了一個(gè)在 iOS、Android 和 Windows 上運(yùn)行的 MAUI 應(yīng)用程序。

MobileMaple MAUI 應(yīng)用程序

?

我們需要了解的基本內(nèi)容是：

Maple 客戶端 NuGet 包

由于我們有一個(gè)在 Meadow 板上運(yùn)行的 Maple Server NuGet 包，我們還有一個(gè) Maple Client 包，您可以將其安裝在您的 .NET 應(yīng)用程序中。

使用 Maple 客戶端

在 BaseViewModel 的構(gòu)造函數(shù)中，我們可以看到如何創(chuàng)建一個(gè) MapleClient 對(duì)象：

...

client = new MapleClient();
client.Servers.CollectionChanged += ServersCollectionChanged;

...

當(dāng)應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)中找到 Maple 服務(wù)器時(shí)，將觸發(fā)ServersCollectionChanged事件處理程序。

要找到通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布信息的 Maple 服務(wù)器，您只需調(diào)用：

await client.StartScanningForAdvertisingServers();

一旦找到服務(wù)器，它將觸發(fā)CollectionChanged事件，然后應(yīng)用程序填充一個(gè) ServerModel 列表，您可以使用選擇器選擇要向其發(fā)送服務(wù)器請求的服務(wù)器。

向 Maple 服務(wù)器發(fā)送命令

在此ServoControllerViewModel，要注意的最重要的代碼部分是SendServoCommand方法：

async Task SendServoCommand(string command)
{
    if (IsBusy)
        return;
    IsBusy = true;

    try
    {
        bool response = await client.PostAsync(SelectedServer != null ? SelectedServer.IpAddress : IpAddress, ServerPort, command, AngleDegrees.ToString());

        if (response)
        {
            IsCyclingStart = IsCyclingStop = IsRotateTo = false;

            switch (command)
            {
                case "RotateTo": IsRotateTo = true; break;
                case "StartSweep": IsCyclingStart = true; break;
                case "StopSweep": IsCyclingStop = true; break;
            }
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("Request failed.");
        }
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine(ex.Message);
    }
    finally
    {
        IsBusy = false;
    }
}

您可以看到該方法以字符串形式接收命令，我們使用MapleClient對(duì)象的PostAsync方法通過傳遞 Meadow 的 IP 地址、端口、命令和最后的角度值來發(fā)送命令，如果調(diào)用RotateTo API ，則旋轉(zhuǎn)舵機(jī).

第 6 步 - 運(yùn)行項(xiàng)目

單擊Visual Studio中的“運(yùn)行”按鈕。它應(yīng)該類似于以下 GIF：

查看 Meadow.Foundation！

就您可以使用 Meadow.Foundation 做的大量令人興奮的事情而言，這個(gè)項(xiàng)目只是冰山一角。

它帶有一個(gè)龐大的外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序庫，其中包含適用于最常見傳感器和外設(shè)的驅(qū)動(dòng)程序。

• 它帶有一個(gè)龐大的外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序庫，其中包含適用于最常見傳感器和外設(shè)的驅(qū)動(dòng)程序。
• 外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序封裝了核心邏輯并公開了一個(gè)簡單、干凈、現(xiàn)代的 API。
• 該項(xiàng)目得到了不斷發(fā)展的社區(qū)的支持，該社區(qū)不斷致力于構(gòu)建酷炫的互聯(lián)事物，并且總是樂于幫助新來者和討論新項(xiàng)目。

參考

• 草地向?qū)?/font>
• 草地基金會(huì)
• Meadow.Foundation.ServoCore API
• Meadow.Foundation.Web.Maple.Client API
• Meadow.Foundation.Web.Maple.Server API