用树莓派经过Java实现远程控制电灯

用树莓派经过Java实现远程控制电灯

本文章由 亓根火柴 原创，转载请注明出处：http://blog.csdn.net/qigenhuochai/article/details/17661845

传说,女娲娘娘炼就七根火柴,来帮助人类度过第一个冬季,今后,七根火柴散落人间,不见踪影...

一、前言

科幻电影里电脑特效老是使人兴奋，如今咱们本身动手也能实现几个特别好玩的功能。好比说远程控制家里的电灯，虽然这已不是什么稀奇的高科技，并且市面上也有不少智能家居系统，可是有些人就是想本身动手作，咱们这里是用Java来进行程序编写的，呵，万能的Java啊。

先看看效果演示吧：http://v.youku.com/v_show/id_XNjU2MTM3MTAw.html

二、准备工做

在这个教程中要用到树莓派、电脑、继电器、智能手机，下面一一为你们简单介绍一下。

1) 树莓派

个人是树莓派raspberry pi 2代B版，不知道什么是树莓派的请看这里：树莓派。（就让我说一句吧：树莓派是时下最流行的卡片式电脑，外形只有信用卡大小，却具备电脑的全部基本功能。开源的Linux系统，1080p的影片播放。。。）这是我在淘宝上买的（225羊）：

2) 电脑

没有显示器或者树莓派没有键盘和鼠标时，能够用电脑对树莓派进行远程命令和桌面控制（ssh和VNC）。具体能够看这里：http://tieba.baidu.com/p/2600192167

3) 继电器

继电器是一种电控制器件，它其实是用小电流去控制大电流运做的一种“自动开关”。咱们都知道家里的电灯是220V的，因此咱们这里用它来控制电灯。控制了继电器就等于控制了电灯。对了，买树莓派和继电器的时候顺便买上杜邦线。

4) 智能手机

用手机客户端控制来远程控制电灯，不管你在北京、上海仍是乌鲁木齐，只要你的手机能联网就能远程控制。

三、配置树莓派

1) 安装Java

要想控制继电器，咱们必须先学会控制树莓派上的GPIO，控制GPIO有不少方式：python、wiringPi、pi4j。前两种方式的介绍网上有不少，因此咱们这里介绍pi4j，该项目旨在为全面进入Raspberry Pi的提供本地库和Java之间的桥梁(This project is intended to provide a bridge between the native libraries and Java for full access to the Raspberry Pi.)。要想使用pi4j必须给树莓派安装Java，不过在最新的树莓派系统Raspbian中已经内置了Java(2013-12-20-wheezy-raspbian.zip)，若是不知道你的树莓派中有没有Java，你可使用javac -version 来查看是否有安装了Java。以下图出现了版本信息，就表示安装了Java。若是没有就去下载最新的Raspbian系统吧。

 

看到这里是否是很兴奋了，好的，依照国际惯例咱们运行一个HelloWorld程序：

 

做为Java程序员，看到这个在树莓派上运行，真是爽爆了。这意味着你之前在Windows上编写的程序均可以直接放到树莓派上运行，而不须要从新编译，Java嘛，跨平台地球人都知道。是否是很想试试呢，看看个人吧：

 

2) 安装Pi4j

打开树莓派的控制台输入下面的命令下载Pi4j文件：

wget http://pi4j.googlecode.com/files/pi4j-0.0.5.deb

（若是你已经安装了Pi4j的其余版本，请先执行以下命令将其卸载掉：sudo dpkg -r pi4j）

下载完成后使用下面的命令安装：

sudo dpkg -i pi4j-0.0.5.deb

 安装Pi4j库和示例文件：

/opt/pi4j/lib
/opt/pi4j/examples

到这里就已经安装完成了，若是想要卸载Pi4j执行以下命令：

sudo dpkg -r pi4j

3) Pi4j程序的编译与运行示例

要想编译使用Pi4j的程序必须指明其包的路径好比说我在home/pi/code/java/下编写了一个叫Test.java的程序，应该执行以下命令：

首先进入到程序的目录：

cd code/java

编译：

javac -classpath .:classes:/opt/pi4j/lib/'*' -d . Test.java

运行：

sudo java -classpath .:classes:/opt/pi4j/lib/'*' Test

 

四、链接GPIO和继电器

 

这即是树莓派的GPIO针脚，来看一下pi4j官网提供的图片：

经过GPIO咱们对继电器进行控制，控制了继电器就等于控制了电灯。

继电器的这个地方有四个针脚：

分别为：GND（接地）、IN1（控制继电器1）、IN2（控制继电器2）、VCC（电源）放大来看：

下面来链接GPIO和继电器：

GND接树莓派上的6号针脚，VCC接树莓派的2号针脚，由于继电器工做电压为5V，因此不须要电阻，IN1接在树莓派的12号针脚（GPIO1）。链接以下图：

链接好以后就是这个样子的（这个图片中IN1链接的是26号针脚）：

五、控制继电器

在home/pi/code/java/下新建java程序Test.java，功能就是让继电器每隔一秒就切换一下状态：

import com.pi4j.io.gpio.GpioController;  
import com.pi4j.io.gpio.GpioFactory;  
import com.pi4j.io.gpio.GpioPinDigitalOutput;  
import com.pi4j.io.gpio.PinState;  
import com.pi4j.io.gpio.RaspiPin;  
  
/** 
 * 控制树莓派上的GPIO实例 
 * @author 亓根火柴 
 */  
public class Test {  
      
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
        // 建立一个GPIO控制器  
       final GpioController gpio = GpioFactory.getInstance();  
          
        // 获取1号GPIO针脚并设置高电平状态，对应的是树莓派上的12号针脚，能够参考pi4j提供的图片。  
       final GpioPinDigitalOutput pin = gpio.provisionDigitalOutputPin(RaspiPin.GPIO_01, "LED", PinState.HIGH);  
  
    while(true){  
        //设置高电平  
        pin.high();  
        System.out.println("打开继电器");  
        //睡眠1秒  
           Thread.sleep(1000);  
        //设置低电平  
        pin.low();  
        System.out.println("关闭继电器");  
           Thread.sleep(1000);  
        //切换状态  
           //pin.toggle();  
    }  
    }  
}

 进入到程序的目录：

 cd code/java

编译：

javac -classpath .:classes:/opt/pi4j/lib/'*' -d . Test.java

  运行：

sudo java -classpath .:classes:/opt/pi4j/lib/'*' Test

运行结果以下图：

看着继电器一闪一闪地是否是很爽啊，呵呵。

六、搭建Yeelink环境

如今咱们已经实现了用java控制树莓派的GPIO，要想在公网下控制树莓派，要么你有本身的服务器，要么你就用人家的。咱们这里用的是Yeelink平台。

先简单介绍一下流程：咱们用Yeelink的手机客户端（浏览器也行）去改变服务上设备的状态（0/1），而后让树莓派检测该设备上的状态，最后根据获取到的状态控制继电器。

1) 注册Yeelink帐号

访问Yeelink的官方网站（http://www.yeelink.net/），点击快速开始，按照步骤注册帐号。

2) 添加一个设备

下面是Yeelink的官方向导：

2.1 进入用户中心

2.2 增长新设备

2.3 增长传感器

3) 下载Yeelink的客户端

访问Yeelink的下载页面下载手机客户端来控制开关：http://www.yeelink.net/developer/tools

打开后点击“个人Yeelink“，而后点击你的设备，使用开关来控制设备的状态。

 

七、完整的Java代码

搭建好Yeelink平台后，咱们能够用树莓派访问设备的状态连接以得到设备的当前状态，而后根据获得的状态来控制GPIO。编写程序每2秒获取一次状态，访问时间间隔不建议设置的过短。在home/pi/code/java/下新建java程序ControlLed.java，代码没有什么算法，都是基本的操做。若有不足望高手指点一二。

import java.io.BufferedReader;  
import java.io.IOException;  
import java.io.InputStream;  
import java.io.InputStreamReader;  
import java.net.HttpURLConnection;  
import java.net.URL;  
import com.pi4j.io.gpio.GpioController;  
import com.pi4j.io.gpio.GpioFactory;  
import com.pi4j.io.gpio.GpioPinDigitalOutput;  
import com.pi4j.io.gpio.PinState;  
import com.pi4j.io.gpio.RaspiPin;  
/** 
 * 远程控制树莓派上的GPIO实例 
 * @author 亓根火柴 
 */  
public class ControlLed {  
    GpioController gpio;  
    GpioPinDigitalOutput pin;  
    public static void main(String s[]){  
        //下面的连接就是你在Yeelink的设备的状态URL  
        String urlStr = "http://api.yeelink.net/v1.0/device/《这  
  
里是你的设备编号》/sensor/《这里是你的传感器编号》/datapoints";  
        ControlLed cl = new ControlLed();  
        cl.gpio = GpioFactory.getInstance();  
            cl.pin = cl.gpio.provisionDigitalOutputPin  
  
(RaspiPin.GPIO_01, "LED", PinState.HIGH);  
        boolean current = cl.getStatus(urlStr);  
        cl.setLedStatus(current);  
        while(true){  
            try{  
                if(cl.getStatus(urlStr) != current){  
                    current = cl.getStatus(urlStr);  
                    cl.setLedStatus(current);  
                }  
                Thread.sleep(2000);  
            }catch(Exception e){e.printStackTrace();}  
        }  
    }  
    public boolean getStatus(String urlStr){  
        URL url;boolean on = false;  
        try {  
            url = new URL(urlStr);  
            HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection)   
  
url.openConnection();  
            conn.setRequestMethod("GET");  
            InputStream in = conn.getInputStream();  
            BufferedReader rd = new BufferedReader(new   
  
InputStreamReader(in));  
            StringBuilder tempStr = new StringBuilder();  
            while (rd.read() != -1) {  
                tempStr.append(rd.readLine());  
            }  
            //System.out.print("--> 服务器上传感器的信息：");  
            String status = tempStr.substring  
  
(tempStr.lastIndexOf(":")+1, tempStr.length()-1);  
            //System.out.println(status);  
            on = status.equals("1")? true:false;  
            //System.out.println(on);  
            return on;  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }return on;  
    }  
    public void setLedStatus(boolean sta){  
              if(sta){  
            pin.low();  
            //由于个人继电器是低电平有效  
                System.out.println("--> 更新GPIO的状态: 开");  
        }else {  
                pin.high();  
                System.out.println("--> 更新GPIO的状态: 关");  
        }  
    }  
}

八、总结

由于不是太懂Linux因此不知道如何将cd code/java和sudo java -classpath .:classes:/opt/pi4j/lib/'*' ControlLed命令开机的时候自动执行（谁会教我吧），因此我暂时将命令放到了记事本里面用来复制。其实本教程只是一个很是简单的实例，你们能够发挥本身的聪明才智打造本身的智能家居。好了，就说到这里了，有什么问题你们能够一块儿解决260383473@qq.com。

本文章由 亓根火柴 原创，转载请注明出处：http://blog.csdn.net/qigenhuochai/article/details/17661845

传说,女娲娘娘炼就七根火柴,来帮助人类度过第一个冬季,今后,七根火柴散落人间,不见踪影...