python机器人编程——用python调用API控制wifi小车的实例程序

一、前言
二、一个客户端的简单实现
- 2.1 首先定义一个类及属性
- 2.2 其次定义连接方法
- 2.3 定义一些回调函数
- 2.4 定义发送小车指令方法
- 2.5 定义一个正常关闭方法
三、python编程控制小车的demo实现
四、小结
PS.扩展阅读
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一、前言

前一篇博文python机器人编程——用手机web远程视频监控并控制小车驾驶（中篇真机实现）我们实现了手机远程操控小车：
在这里插入图片描述
同样的，由于我们的小车通讯用的时通用的websocket，我们可以用python也能操控小车。下面是客户端的实现及demo示例。

二、一个客户端的简单实现

我们小车实现了简单的控制接收指令，格式是json的。指令如下：

{               'stop': 0,               'allcontrl': 0,'vleft': 0,'vright': 0,   'track': 0}

针对这个指令，我们实现一个websocket客户端，并实现连接、发送心跳、断了自动重新连接等功能。
我们依赖一个库websocket-client实现：

pip install websocket-client

2.1 首先定义一个类及属性

import websocket
import threading
import time
import json
class CarClient:def __init__(self, ip="localhost"):self.ws = Noneself.connected = False self.ip = ip       self.ping_interval = 2  # Ping interval in seconds# Define control commandsself.cmd = {               'stop': 0,               'allcontrl': 0,'vleft': 0,'vright': 0,   'track': 0}self.isSelfClose=Falseself.attempts=0

以上属性包括ip，为小车的远程ip地址。self.attempts为断开连接后尝试重连的次数。

2.2 其次定义连接方法

这里我们通过开启一个新线程实现连接：

    def connect(self):self.ws = websocket.WebSocketApp("ws://" + self.ip + ":9000/ws",on_open=self.on_open,on_message=self.on_message,on_error=self.on_error,on_close=self.on_close)wst = threading.Thread(target=self.ws.run_forever)wst.daemon = Truewst.start()

2.3 定义一些回调函数

主要定义一个on_open,连接后发送心跳包，这里简单的是"ping",发送间隔为2秒。

def on_open(self, ws):print("WebSocket connection opened")self.connected = Trueself.isSelfClose=Falseself.attempts=0self.start_pinger()  # Start the pinger when the connection is openeddef start_pinger(self):# Define a function to send pingdef ping():while self.connected:if self.ws.sock is not None:self.ws.send("ping")print("Sent ping")time.sleep(self.ping_interval)threading.Thread(target=ping).start()

定义异常断开后重连机制：

    def on_close(self, ws, close_status_code, close_msg):print("WebSocket connection closed")self.connected = Falseif self.isSelfClose:returnif self.attempts!=0:returnself.reconnect()def reconnect(self, max_attempts=5):self.attempts = 0while self.attempts < max_attempts and not self.connected:print(f"Attempting to reconnect... (Attempt {self.attempts + 1}/{max_attempts})")try:self.connect()if self.connected:print("Successfully reconnected")breakexcept:print("Reconnection failed")self.attempts += 1time.sleep(2)  # Wait for 2 seconds before next attemptif not self.connected:print("Failed to reconnect after maximum attempts")

2.4 定义发送小车指令方法

定义一个send方法，用于发送左右轮速度及停止指令：

    def send(self, vl, vr, istop=0):if not self.connected:print("WebSocket is not connected. Cannot send message.")return        self.cmd['vleft'] = vlself.cmd['vright'] = vrself.cmd['stop'] = istop        message = json.dumps(self.cmd)self.ws.send(message)print(f"Sent message: {message}")

2.5 定义一个正常关闭方法

    def close(self):if self.ws and self.ws.sock is not None:self.isSelfClose=Trueself.attempts=0self.ws.close()print("WebSocket connection closed manually")self.connected = False

至此，完成了一个远程控制客户端的类。

三、python编程控制小车的demo实现

有了以上的客户端类，我们就可以导入这个类，然后对小车进行控制了，示例程序如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sat Oct 19 13:02:10 2024@author: JAMES FEI
python API 使用实例
第一步：打开小车的.exe文件,进入运行状态
第二步：打开全局控制开关、打开远程控制开关
第三步: 进入下面编程：
"""
import time
#（1）导入客户端模块
from CarClient import CarClient
#（2）实例化一个类,ip根据小车界面获取，同一个机器为localhost
car=CarClient(ip="localhost")
#（3）连接小车
car.connect()
#（4）等待连接完成
time.sleep(2)
#（5）设置左右轮速度为 10，10 r/min
car.send(10,10)
# (6) 行走运行2秒钟
time.sleep(3)
#（7）慢慢停下来，速度为 0，0 r/min
for i in range(6):time.sleep(0.5)    car.send(10-i*2,10-i*2)

具体操作见以下视频：

无线小车的python的API开发示例

四、小结

小车使用通用websocket的好处是可以进行多语言跨平台的交互，在网络满足实时性的基础上，可以方便的进行二次开发。websocket既可以用html实现，也可以用python等其它语言进行接口实现。这样就有利于掌握不同语言技能的人进行应用扩展。

[------------本篇完-------------]

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