更多内容请访问：与华为官方共建的鸿蒙技术社区https://harmonyos.51cto.com标记：如果本文有超过10000次阅读，或者超过100个赞+收藏，我就发布鸿蒙版遥控信号灯等智能硬件文章！！本文涉及的源码及其他资源见附件！【ArduinoLab】关于智能硬件的实验网上绝对没有（我也贴过），都是作者一个人设计的。敬请期待后面的【鸿蒙实验室】系列文章和视频课程。本案例是Python、PyQT6和Arduino的组合。通过Arduino开发板控制3个LED（红黄绿）模拟红绿灯。点击PC端的3个??灯即可控制Arduino开发板和3个LED。您也可以点击“自动”按钮使信号灯自动变化。该系统完全模拟了真实信号灯的自动切换过程。首先红灯亮6秒（为了减少一个完整的变化周期的时间，信号灯不要亮太久），然后立即切换到绿灯，并持续亮6秒。接下来绿灯闪6次（1秒闪一次，一亮一灭），然后切换到黄灯，亮3秒，最后转红灯（亮6秒），完成一个信号周期。如果点击“停止”按钮，信号灯会自动停止切换，但会在完成一个信号周期后停止。视频演示见附件。1、需要准备哪些实验仪器设备？本次实验需要准备的设备如下：(1)PC一台，系统可以是Windows、macOS或Linux，需要安装Python环境、PyQt6、ArduinoIDE；(2)Arduino开发板一块，推荐UNO；(3)3颗LED，推荐红黄绿各一颗；(4)ESP8266Wi-Fi模块1个，用于联网；(5)10K电阻1个；(6)一块面包板，主要用于解决Arduino开发板接口不足的问题；(7)杜邦线有好几条，可以多准备一些（最好是多色的），反正很便宜。需要两种类型的杜邦电缆：公对公和公对母；2、ESP8266Wi-Fi模块与Arduino开发板连接玩物联网，其实涉及到硬件和软件。硬件主要涉及选型和连接，一般不涉及硬件设计和制作。本次实验的核心模块是ESP8266，是一款Wi-Fi模块，价格很便宜，国内价格在15-20元之间，有些宝有卖。第一步是使用杜邦线将ESP8266连接到Arduino开发板。程序上传到Arduino开发板，然后通过AT命令与ESP8266模块进行交互。ESP8266的外观如图1所示，该模块比其他大部分模块（如超声波模块、LED、按键等）都要复杂，一共有8个引脚，即8个引脚。ESP8288一般直接与Arduino开发板相连。Arduino开发板的外观如图2所示，引脚都是眼睛，需要多根公母杜邦线。现在回到图1中的8个引脚，其实在开发阶段，只需要连接其中的5个即可。刷固件的时候一般需要接6个pin（刷ESP8266固件的问题后面会写文章介绍）。需要接的5个管脚如下：（1）3.3v：接Arduino开发板的3.3v插孔，记住，一定要3.3v，不要接5v，否则需要另外买ESP8266，记住，记住，记住；(2)EN：同样需要接3.3v，但是Arduino开发板只有一个3.3v插口，所以需要使用面包板；(3)GND：接Arduino开发板的GND插孔（一般有3个，插任意一个GND插孔即可）；(4)TX：一般接软串口，本例接8；(5)RX：一般接软串口，本例接9；3.模拟连接ESP8266与Arduino开发板在正式连接之前，最好使用Fritzing模拟连接，相当于画了一张草图，避免连接错误。连接后的效果如图3所示，这里需要说明一下，EN和3.3v都需要接到Arduino开发板的3.3v引脚上，但是Arduino开发板只有一个3.3v引脚，所以先将Arduino开发板的3.3v引脚通过杜邦线（图3中红线）连接到面包板，然后EN和3.3v通过杜邦线（两条橙色线）接入面包板，切记其中一条橙色线必须与红色线在同一列，另一条橙色线在另一列，并将这两列连接一个10K的电阻，以防止ESP8266的EN和3.3v两个引脚以免因直接连接而短路。注意一定要接电阻，推荐10K欧姆的电阻。4.连接3个LED就简单多了。LED如图4所示。较短（左）的引脚接地，较长（右）的引脚连接到数字引脚。本例中绿色、黄色、红色分别接7、6、5脚。由于Arduino开发板只有3个GND脚，而ESP8266已经占了一个，所以还是需要扩展GND脚面包板。基本原理是将GND通过杜邦线（本例中为黑色线）连接到面包板，然后将3个LED的GND端插入面包板上与黑色杜邦线同一列的其他插孔中杜邦线。最终效果如图5所示。5.在Arduino开发板上创建一个TCP服务器。ESP8266与Arduino交互通常有两种方式：（1）ESP8266作为服务器；(2)ESP8266作为客户端；我会写文章介绍。无论使用哪种方式，ESP8266都必须先联网。一般连接在家里的无线路由器，或者手机做的热点。设置ESP8266需要传递AT命令，AT命令实际上是一组解释执行的命令，类似于DOS命令。ESP8266出厂时的波特率为115200，所以AT指令必须按照这个波特率执行。在setup函数中使用如下代码设置波特率，执行AT命令连接路由器。#includeSoftwareSerialwifi(WIFI_RX,WIFI_TX);//RX,TXvoidsetup(){Serial.begin(9600);wifi.begin(115200);Serial.println("systemisready!");wifi.println("AT+CWMODE=3\r\n");//设置ESP8266的模式，3表示可以作为路由器模式（AP）为其他设备提供Wi-Fi上网，或者可以像普通设备建立TCP连接delay(500);wifi.println("AT+CIPMUX=1\r\n");delay(500);wifi.println("AT+CWJAP=\"routername\",\"routerpassword\"\r\n");//连接路由器，请修改自己的路由器明和路由器密码delay(500);wifi.println("AT+CIPSERVER=1,5000\r\n");//启动TCP服务，端口号为5000delay(500);}这里的wifi负责与软串口通信（通常硬串口主要用于刷固件），wifi.println函数用于执行AT命令。需要注意的是，每执行一条AT命令，都要等待一定的时间，这里是500毫秒。第一次通过后，除非重启Arduino开发板或重新上传程序，否则setup函数只会执行一次。以后可以去掉连接路由器的代码，因为ESP8266有记忆功能，这种配置性质的AT指令执行后会记录执行结果。因此，下次重启ESP8266模块时，无论是否执行AT指令，ESP8266都会自动连接路由器。但是其他的代码要保留，因为这些代码的执行结果不会被记录下来。当ESP8266模组重启后，需要重新执行这些AT命令来建立TCP服务。经测试，ESP8266在115200波特率下通过Wi-Fi传输数据时容易出现乱码，所以需要使用如下代码，将ESP8266模块的波特率强制改为9600，这样数据传输就很流畅了稳定的。wifi.println("AT+CIOBAUD=9600\r\n");在Arduino开发板上建立TCP服务器的完整代码如下：#include#defineWIFI_TX9#defineWIFI_RX8#defineLED_RED7#defineLED_YELLOW6#defineLED_GREEN5SoftwareSerialwifi(WIFI_RX,WIFI_TX);//RX,TXStringcommand="";//接收客户端发送的数据voidsetup(){//将5、6、7三个引脚设置为输出，以便输出高电平点亮LEDpinMode(LED_RED,OUTPUT);pinMode（LED_YELLOW，输出）；pinMode(LED_GREEN,OUTPUT);//先将5、6、7三个引脚设置为低电平，默认LED熄灭digitalWrite(LED_RED,LOW);digitalWrite(LED_YELLOW,LOW);digitalWrite(LED_GREEN,LOW);Serial.begin(9600);wifi.begin(9600);//已经改为9600，所以这里通过9600波特率，客户端通过Wi-FI传输维护局Serial.println("systemisready!");wifi.println("AT+CWMODE=3\r\n");delay(500);wifi.println("AT+CIPMUX=1\r\n");delay(500);wifi.println("AT+CIPSERVER=1,4999\r\n");delay(500);}//这个函数会不断调用voidloop(){//从客户端（PC端）读取发送的数据while(wifi.available()>0){command+=char(wifi.read());delay(4);}//如果数据不为空，继续处理if(command!=""){//将接收到的命令输出到串口监视器连续剧.println(command);//命令会自动加上一个前缀+IPD，如果包含这个前缀，就是传递过来的命令if(command.indexOf("+IPD")>-1){if(command.indexOf("close_red")>-1){digitalWrite(LED_RED,LOW);//0灯灭Serial.println("close_red");}elseif(command.indexOf("close_yellow")>-1){digitalWrite(LED_YELLOW,LOW);//0熄灭Serial.println("close_yellow");}elseif(command.indexOf("close_green")>-1){digitalWrite(LED_GREEN,LOW);//0熄灭Serial.println("close_green");}elseif(command.indexOf("open_red")>-1){digitalWrite(LED_RED,HIGH);//1灯亮Serial.println("open_red");}elseif(command.indexOf("open_yellow")>-1){digitalWrite(LED_YELLOW,HIGH);//1灯亮Serial.println("open_yellow");}elseif(command.indexOf("open_green")>-1){digitalWrite(LED_GREEN，高的）;//1灯亮Serial.println("open");}}command="";}}阅读这段代码并注意，这里有6个命令：close_red（红色LED关闭），open_red（红色LED打开）,close_yellow(黄色LED关闭),open_yellow（黄色LED亮），close_green（绿色LED灭），open_green（绿色LED亮），只要command中包含6个命令串中的一个，就确定是client发出了command。然后使用ArduinoIDE上传程序（不要忘记选择开发板和端口）PS：如果要更改端口号，可以直接修改5000，然后需要重启Arduino开发板（当然，ESP8266也会重启），这样就会重启执行setup函数，重启TCP服务。6、编写Python程序这里，编写客户端程序，使用PyQt6编写UI，使用Python编写所有的业务逻辑。由于代码较多，只给出核心代码。基本原理是Python通过TCPSocketAPI连接到ESP8255中的TCPServer，然后不断发送上一节给出的6条命令。importTrafficLight1importsysimportsocketfromPyQt6.QtWidgetsimportQApplication,QMainWindow,QMessageBoxfromPyQt6importQtGuifromPyQt6.QtCoreimportQThread"""讲师：李宁（梦娜李宁）微信：unitymarvel微信公众号：极客原点B站：https://space.bilibili.com/4377"0线程类0,用于自动切换信号量close_all_light()#开始自动切换信号灯whileself.running:#红色信号灯开启6秒self.events.open_light("red")QThread.msleep(6000)self.events.close_light("red")QThread.msleep(200)#绿色信号灯亮5秒self.events.open_light("green")QThread.msleep(6000)#绿色信号灯闪烁5次count=0whilecount<5:self.events.close_light("green")QThread.msleep(500)self.events.open_light("green")QThread.msleep(500)count+=1self.events.close_light("green")QThread.msleep(200)#黄色信号灯显示2秒self.events.open_light("yellow")QThread.msleep(3000)self.events.close_light("yellow")QThread.msleep(200)self.events.close_all_light()print("退出自动运行状态")#包含UI事件类代码Events:def__init__(self,ui):self.ui=uiself.connected=False#是否与Arduino建立连接self.client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)#声明协议类型，不写类型，使用默认self.workThread=WorkThread(self)defclose_all_light(self):self.close_light("red")QThread.msleep(200)self.close_light("yellow")QThread.msleep(200)self.close_light("green")QThread.msleep(200)#开启LED（color参数用于指定开启哪种颜色）defopen_light(self,color):ifself.connected:self.client.sendall(("open_"+color).encode())ifcolor=='red':self.ui.labelRedLight.setPixmap(QtGui.QPixmap(""))self.ui.labelRedLight.state="open"elifcolor=='yellow':self.ui.labelYellowLight.setPixmap(QtGui.QPixmap(""))self.ui.labelYellowLight.state="open"elifcolor=='green':self.ui.labelGreenLight.setPixmap(QtGui.QPixmap(""))self.ui.labelGreenLight.state="open"returnTrueelse:QMessageBox.warning(self.ui.centralwidget,"Warning","请先连接Arduino，再开灯")returnFalse#TurnofftheLED（颜色参数用于指定关闭哪种颜色）defclose_light(self,color):ifself.connected:self.client.sendall(("close_"+color).encode())ifcolor=='red':self.ui.labelRedLight.setPixmap(QtGui.QPixmap("close_light.png"))self.ui.labelRedLight.state="close"elifcolor=='yellow':self.ui.labelYellowLight.setPixmap(QtGui.QPixmap("close_light.png"))self.ui.labelYellowLight.state="close"elifcolor=='green':self.ui.labelGreenLight.setPixmap(QtGui.QPixmap("close_light.png"))self.ui.labelGreenLight.state="close"returnTrueelse:QMessageBox.warning(self.ui.centralwidget,"Warning","请先连接Arduino，然后关灯")returnFalse#点击红灯触发defred_light_mouse_press_event(self,event):ifui.labelRedLight.state=="open":self.close_light("red")elifui.labelRedLight.state=="close":self.open_light("red")#点击黄灯时触发defyellow_light_mouse_press_event(self,event):ifui.labelYellowLight.state="open":self.close_light("yellow")elifui.labelYellowLight.state=="close":self.open_light("yellow")#点击绿灯时触发defgreen_light_mouse_press_event(self,event):ifui.labelGreenLight.state="open":self.close_light("green")elifui.labelGreenLight.state=="close":self.open_light("green")#点击“连接”按钮时触发，用于链接TCPServerdefpushButton_connect_mouse_press_event(self,event):self.client.connect(('192.168.31.164',4999))self.connected=Trueself.ui.pushButtonConnect.setEnabled(False)QMessageBox.information(self.ui.centralwidget,"message","SuccessfullyconnectedtoArduino")#点击“自动"按钮触发，用于开启信号灯自动切换模式defpushButton_auto_mouse_press_event(self,event):self.workThread.running=Trueself.workThread.start()self.ui.pushButtonAuto.setEnabled(False)self.ui.pushButtonStop.setEnabled(True)#点击“停止”按钮触发，用于关闭信号灯自动切换模式defpushButton_stop_mouse_press_event(self,event):self.workThread.running.Autopushedton.setpushedon.True)self.ui.pushButtonStop.setEnabled(False)#用于初始化代码if__name__=='__main__':app=QApplication(sys.argv)ui=TrafficLight1.Ui_MainWindow()mainWindow=QMainWindow()ui.setupUi(mainWindow)事件=事件（ui）ui.labelRedLight.state=“关闭”ui.labelYellowLight.state=“关闭”ui.labelGreenLight.state=“关闭”ui.labelRedLight.mousePressEvent=events.red_light_mouse_press_eventui.labelYellowLight.mousePressEvent=events.yellow_light_mouse_press_eventui.labelGreenLight.mousePressEvent=事件.green_light_mouse_press_eventui.pushButtonConnect.mousePressEvent=事件.pushButton_connect_mouse_press_eventui.pushButtonAuto.mousePressEvent=事件.pushButton_auto_mouse_press_eventui.pushButtonStop.mousePressEvent=事件.pushButton_press_stop_eventmouseui.pushButtonStop.setEnabled(False)#设置所有组件的文字大小为30pxmainWindow.setStyleSheet("QWidget{font-size:30px}");mainWindow.show()app.exec()现在整个系统都完成了，享受我们的成果吧！wifi_leddemo(长).mp4.zip源码.txt.zip更多内容请访问：Harmonyos.51cto.com，与华为共建的鸿蒙技术社区
