步驟1：收集零件

在實際創(chuàng)建任何東西之前，我對要使用的零件，如何進行連接進行了大量研究。 ，用Python等編寫軟件類。

零件清單將作為文件包含在內(nèi)，以便您可以輕松地搜索所需的零件。

我決定在Raspberry Pi旁邊使用Arduino Uno，這樣我就可以有效地讀取我的傳感器而不會給Raspberry Pi造成壓力。我還選擇了Uno，因為它具有不錯的時鐘速度，并且因為有模擬引腳。我本可以為Raspberry Pi使用ADC（例如MCP3008），但我將需要更多的電線，這將更加昂貴，并且我的Pi必須更加努力地工作。

然后，我開始檢查破碎的機器人真空吸塵器中可用的零件。內(nèi)部電子設(shè)備損壞了，但這沒問題，因為無論如何我都會完全替換掉。幸運的是，直流電動機仍在工作，因此無需更換。

零件清單：

Raspberry Pi 3至少具有8GB MicroSD class 10和一個保護套；

Raspberry Pi T型補鞋匠和面包板；

Arduino Uno或類似產(chǎn)品（最好是非中文版本，帶有不錯的ADC，有些中國人有AREF問題）；

以太網(wǎng)電纜；

一個（破碎的）機器人真空吸塵器；

3個HC-SR04超聲波模塊；

1x霍爾傳感器模塊；

幾個不同值的電阻器；

一個LDR；

6x 18650鋰離子電池+ 3v電池座，適用于12v（最好您使用新電池，甚至更好地使用LiPo電池，這些電池最后的時間會更長 ）；

18650（或使用任何類型的電池）12v 3節(jié)充電pcb；

一些PCB DIY板可焊接您的組件；

一片聚氨酯塑料；

一臺筆記本電腦/臺式計算機。

l列表：

帶有多個鉆頭的鉆頭；

角向磨光機（如果您沒有經(jīng)驗，請不要使用它）或類似Dremel的東西；

一張砂紙；

幾把螺絲刀；

強力膠，安裝膠水，。..;

烙鐵（使用油脂更容易焊接）；

一對剪鉗和剝線工具。

軟件列表（可選）：

Adobe XD：線框圖和創(chuàng)建原型；

裝飾：創(chuàng)建電氣方案；

PyCharm Professional：具有使用部署和遠程解釋器的功能的Python IDE；

Putty：與Pi進行快速便捷的ssh連接；

Etcher.io：簡便的工具將Raspbian映像刷新到SD卡；

Win32DiskImager：從現(xiàn)有Raspbian設(shè)置創(chuàng)建映像的簡便工具；

程序員記事本：可用于安全編輯/boot/cmdline.txt文件。

第2步：噴涂和設(shè)計界面

在開始之前在創(chuàng)建設(shè)計時，我對外部噴涂了油漆，因為我根本不喜歡顏色。我去商店買了一個塑料底漆，一罐白色和一罐綠松石來重新噴涂頂盒。

讓噴漆干燥后，我查找了確切的十六進制顏色代碼我使用的油漆，以便我可以將Web界面與設(shè)備完美匹配。找到此十六進制代碼非常容易，因為我使用了蒙大拿州94涂鴉，并且十六進制和RGB代碼在他們的網(wǎng)站上。

我為網(wǎng)站的每一頁創(chuàng)建了高保真線框，因此我知道很好，我打算如何創(chuàng)建此界面。向老師展示我的界面后，我得到了建議，使背景稍微偏灰，按鈕變?yōu)榘咨?，我認為效果很好。

步驟3：創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫

下一個邏輯步驟是開始考慮我要在MySQL數(shù)據(jù)庫中存儲哪些數(shù)據(jù)。沒有太多人喜歡知道它們的真空度，因此我使用了用戶表和他們的登錄數(shù)據(jù)，以及傳感器表（電池，距離和灰塵容器）。

圖像向您顯示了在MySQL Workbench中繪制的表的布局以及表之間的所有關(guān)系。

對于我的用戶，我想跟蹤他們的姓名和姓氏，以個性化界面和電子郵件。當然要發(fā)送電子郵件，我也需要他們的電子郵件地址。我還添加了一個表格來跟蹤用戶的電子郵件首選項（無論他們是否愿意接收電子郵件）。我要存儲的關(guān)于用戶的最后一件事是用戶在設(shè)備中的角色。我將用戶分為管理員和普通用戶。管理員有權(quán)在系統(tǒng)中添加，刪除和管理用戶，而普通用戶則不能訪問這些工具。

下表包含“ deviceruns”，它們是設(shè)備實際執(zhí)行的操作。設(shè)備運行由某個用戶（開始運行的人員）擁有，并具有開始時間和結(jié)束時間來計算運行時間。

另一個表用于將sensordata鏈接到每個設(shè)備運行。傳感器本身存儲在另一個表中，其中包含它們的ID，名稱和描述。

步驟4：將零件連接在一起

創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫方案后，我開始使用面包板和布線將所有零件連接在一起，并成為一個可用的原型。

第5步：設(shè)置Raspberry Pi

要下載Raspbian的最新圖像，請訪問Raspbian網(wǎng)站。在這里，您可以選擇要下載的發(fā)行版。為了更快地操作，您可以下載無頭發(fā)行版，以減少RAM使用量，或者如果您更喜歡圖形用戶界面，則可以使用GUI下載桌面。

要安裝操作系統(tǒng)，只需下載Etcher，它是一個GUI。

要啟用無頭模式，以便可以訪問pi，則需要在計算機上安裝Putty。下一步是轉(zhuǎn)到由Etcher創(chuàng)建的Boot文件夾，并使用您喜歡的文本編輯器（例如Programmers Notepad）打開文件cmdline.txt。將此文本添加到文件末尾：

ip=169.254.10.1

只需確保不創(chuàng)建新行，將此文本添加到該行末尾即可！

接下來，返回到Boot文件夾的根目錄，并創(chuàng)建一個名為 ssh 的文件。請勿添加任何擴展，這將確保每次啟動Pi時都啟動SSH服務(wù)器?，F(xiàn)在，只需將SD卡放入Pi中，為Pi連接足夠的電源，并在Pi和計算機之間添加以太網(wǎng)電纜即可。

打開膩子，然后輸入IP地址：169.254.10.1 。現(xiàn)在，單擊“是”并登錄，默認用戶名是 pi ，密碼是 raspberry。

下一步，執(zhí)行以下命令以獲取最新信息。 -date：

sudo apt-get update -y && sudo apt-get upgrade -y && sudo apt-get dist-upgrade -y

最后一步是在Raspberry Pi上創(chuàng)建虛擬Python解釋器，這將執(zhí)行您的代碼。為此，只需打開膩子并鍵入以下內(nèi)容：

sudo mkdir project1

cd project1

python3 -m pip install --upgrade pip setuptools wheel virtualenv

python3 -m venv --system-site-packages venv

步驟6：編寫Web應(yīng)用程序

連接每個部分并設(shè)置Raspberry Pi之后，我開始使用Flask和Jinja2編寫主要的Web應(yīng)用程序。 Flask是用于Python的易于使用的后端框架，而Jinja2是我使用的模板語言。借助Jinja，您可以使用for循環(huán)，if結(jié)構(gòu)等創(chuàng)建普通的HTML文件。

在編碼后端時，我還為應(yīng)用程序編寫了前端，包括一些HTML，CSS和JavaScript元素。我在樣式表中使用了ITCSS方法和BEM表示法。

除了主要的Web應(yīng)用程序之外，我還創(chuàng)建了另外兩個主要程序。編寫一個將設(shè)備的IP地址發(fā)送給列表中的用戶。每個已接受接收電子郵件的注冊用戶，都會收到一封帶有啟動Web界面鏈接的郵件。該程序作為systemd服務(wù)運行。

另一個主文件用于實際設(shè)備?？赏ㄟ^我的Flask應(yīng)用程序調(diào)用該主管道，以啟動和停止設(shè)備并收集數(shù)據(jù)。收集的數(shù)據(jù)也通過該主接口上傳到設(shè)備的數(shù)據(jù)庫。然后可以在Web應(yīng)用程序中查看此數(shù)據(jù)。

Web應(yīng)用程序通過Python Threading連接到主運行設(shè)備。當用戶單擊開始按鈕時，將生成一個線程以在后臺運行設(shè)備。同時，用戶可以完美瀏覽該應(yīng)用程序。單擊“停止”時，該線程將停止，因此設(shè)備也將停止。

步驟7：創(chuàng)建零件以完成套管

在編寫了應(yīng)用程序的大部分內(nèi)容之后，我開始修改設(shè)備外殼，這樣我的傳感器和其他零件就可以實際安裝了。為此，我在當?shù)氐腄IY商店買了一塊聚氨酯，然后開始切割2個支架。我使用了這種聚氨酯薄片，因為它在切割時不易碎成碎片，并且因為它相當柔韌性，因為我的機器人是圓形的，所以非常完美。

第一個托架被制成可以填充頂部有個孔，以前的顯示器可以放在這里。我用一個開/關(guān)開關(guān)替換了顯示器，以便可以實際上關(guān)閉電池。

另一個支架是我的HC的支撐架。 -SR04超聲波傳感器位于設(shè)備的前面。

剩下要做的最后一件事是在一個車輪的加強件上切出一個孔，并插入一塊磁鐵，以便我可以監(jiān)視車輪的旋轉(zhuǎn)。

完成這些支架之后，我還用剩下的油漆對其進行了噴涂，以使其適合設(shè)計。

第8步：代碼

要安裝該程序，請下載文件code.zip，然后將其解壓縮到project1目錄中。

下一步，在Raspbian或Putty上的終端：

sudo cp project1/conf/project-1* /etc/systemd/system/

sudo cp project1/conf/project1-* /etc/systemd/system/

sudo systemctl daemon-reload

sudo systemctl enable project-1*

sudo systemctl enable project1*

sudo systemctl restart nginx

責任編輯：wv