使用REST使用Meadow和MAUI远程控制伺服

描述

项目更新为 V1.0 Release Candidate 1（2022 年 10 月 23 日）

该项目向您展示如何通过使用 Maple 向作为服务器运行的 Meadow 发送 http 请求来使用 MAUI 应用程序控制 MicroServo。

Maple通过 Web API 公开控制，使与 Meadow 建立连接的设备变得容易。Maple是一个开源、超轻量级、支持 JSON 的 RESTful Web 服务器。它还具有广告功能，这意味着您可以通过使用其名称和 IP 地址收听 UDP 广播消息来发现网络中的 Maple 服务器。

Meadow.Foundation是一个平台，用于在 Meadow 上使用 .NET 快速轻松地构建连接的事物。它由Wilderness Labs创建，完全开源并由 Wilderness Labs 社区维护。

如果您是 Meadow 的新手，我建议您通过控制板载 RGB LED 项目转到 Meadow 入门，以正确设置您的开发环境。

第 1 步 - 组装电路

如下所示连接您的项目：

将伺服 SG90 连接到 Meadow

 

第 2 步 - 创建 Meadow 应用程序项目

在 Visual Studio 2019 for Windows或macOS中创建一个新的Meadow Application项目并将其命名为MeadowMapleServo 。

第 3 步 - 添加所需的 NuGet 包

对于这个项目，搜索并安装以下 NuGet 包：

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

第 4 步 - 为 MeadowMapleServo 编写代码

让我们遍历每个类来构建这个项目：

为每个涉及的外围设备创建一个 Controller 类是一个很好的做法，可以使项目更具可扩展性、可维护性和清洁性。这些 Controller 类抽象了所有外围设备的逻辑，因此主要程序逻辑将保持清晰和易于理解。

伺服控制器类

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);
            }
        }
    }
}

如您所见，此类包含以下方法：

• Initialize()- 用于设置 MicroServo 并通过将其旋转 0 度将其设置到初始位置。
• RotateTo(Angle angle)- 使舵机按指定角度旋转。
• StartSweep()- 使伺服来回旋转到其最大角度范围。
• StopSweep()- 停止扫描动作。

ServoControllerRequestHandler 类

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();
    }
}

此类用于公开所有服务器入口点，以便客户端可以发送 Http POST 请求来控制伺服。请注意，Servo Controller 类中的每个方法都有一个。

秘密课

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]";
}

我们需要此类来输入我们的 WiFi 凭据，以便 Meadow 可以加入我们的网络。

MeadowApp 类

// 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);
    }
}

这个主类中最重要的部分是 Initialize 方法，我们首先初始化我们的ServoController ，我们激活我们的网络适配器加入我们的网络，我们创建一个新的MapleServer对象， Advertise 参数设置为true ，一旦板载 LED 亮起绿色，应用程序最终在 MeadowApp 的构造函数末尾启动了 maple 服务器。

这就是我们在 Meadow 方面需要做的一切。现在让我们快速浏览一下 Xamarin 配套应用。

第 5 步 - 了解 MAUI 应用程序

正如我们所提到的，在这个项目中，我们包含了一个在 iOS、Android 和 Windows 上运行的 MAUI 应用程序。

MobileMaple MAUI 应用程序

 

我们需要了解的基本内容是：

Maple 客户端 NuGet 包

由于我们有一个在 Meadow 板上运行的 Maple Server NuGet 包，我们还有一个 Maple Client 包，您可以将其安装在您的 .NET 应用程序中。

使用 Maple 客户端

在 BaseViewModel 的构造函数中，我们可以看到如何创建一个 MapleClient 对象：

...

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

...

当应用程序在网络中找到 Maple 服务器时，将触发ServersCollectionChanged事件处理程序。

要找到通过网络发布信息的 Maple 服务器，您只需调用：

await client.StartScanningForAdvertisingServers();

一旦找到服务器，它将触发CollectionChanged事件，然后应用程序填充一个 ServerModel 列表，您可以使用选择器选择要向其发送服务器请求的服务器。

向 Maple 服务器发送命令

在此ServoControllerViewModel，要注意的最重要的代码部分是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;
    }
}

您可以看到该方法以字符串形式接收命令，我们使用MapleClient对象的PostAsync方法通过传递 Meadow 的 IP 地址、端口、命令和最后的角度值来发送命令，如果调用RotateTo API ，则旋转舵机.

第 6 步 - 运行项目

单击Visual Studio中的“运行”按钮。它应该类似于以下 GIF：

查看 Meadow.Foundation！

就您可以使用 Meadow.Foundation 做的大量令人兴奋的事情而言，这个项目只是冰山一角。

它带有一个庞大的外设驱动程序库，其中包含适用于最常见传感器和外设的驱动程序。

• 它带有一个庞大的外设驱动程序库，其中包含适用于最常见传感器和外设的驱动程序。
• 外设驱动程序封装了核心逻辑并公开了一个简单、干净、现代的 API。
• 该项目得到了不断发展的社区的支持，该社区不断致力于构建酷炫的互联事物，并且总是乐于帮助新来者和讨论新项目。

参考

• 草地向导
• 草地基金会
• Meadow.Foundation.ServoCore API
• Meadow.Foundation.Web.Maple.Client API
• Meadow.Foundation.Web.Maple.Server API