golang机器人开发与物联网应用框架插件库gobot的使用

Golang机器人开发与物联网应用框架插件库Gobot的使用

Gobot是一个使用Go编程语言的框架,用于机器人、物理计算和物联网(IoT)应用开发。它提供了简单而强大的方式来创建同时集成多种不同硬件设备的解决方案。

快速入门

获取Gobot源代码

运行以下命令获取Gobot源代码:

git clone https://github.com/hybridgroup/gobot.git
git checkout release

创建第一个项目

创建一个新文件夹和新的Go模块项目:

mkdir ~/my_gobot_example
cd ~/my_gobot_example
go mod init my.gobot.example.com

示例代码

使用Arduino的Gobot示例

package main

import (
  "time"

  "gobot.io/x/gobot/v2"
  "gobot.io/x/gobot/v2/drivers/gpio"
  "gobot.io/x/gobot/v2/platforms/firmata"
)

func main() {
  // 创建Firmata适配器,连接到Arduino
  firmataAdaptor := firmata.NewAdaptor("/dev/ttyACM0")
  // 创建LED驱动,连接到13号引脚
  led := gpio.NewLedDriver(firmataAdaptor, "13")

  // 定义工作函数
  work := func() {
    // 每秒切换LED状态
    gobot.Every(1*time.Second, func() {
      if err := led.Toggle(); err != nil {
        fmt.Println(err)
      }
    })
  }

  // 创建机器人
  robot := gobot.NewRobot("bot",
    []gobot.Connection{firmataAdaptor},
    []gobot.Device{led},
    work,
  )

  // 启动机器人
  if err := robot.Start(); err != nil {
    panic(err)
  }
}

使用Sphero的Gobot示例

package main

import (
  "fmt"
  "time"

  "gobot.io/x/gobot/v2"
  "gobot.io/x/gobot/v2/drivers/serial"
  "gobot.io/x/gobot/v2/platforms/serialport"
)

func main() {
  // 创建串口适配器
  adaptor := serialport.NewAdaptor("/dev/rfcomm0")
  // 创建Sphero驱动
  driver := sphero.NewSpheroDriver(adaptor)

  // 定义工作函数
  work := func() {
    // 每3秒让Sphero滚动一次
    gobot.Every(3*time.Second, func() {
      driver.Roll(30, uint16(gobot.Rand(360)))
    })
  }

  // 创建机器人
  robot := gobot.NewRobot("sphero",
    []gobot.Connection{adaptor},
    []gobot.Device{driver},
    work,
  )

  // 启动机器人
  if err := robot.Start(); err != nil {
    panic(err)
  }
}

“Metal” Gobot示例(纯Go代码)

package main

import (
  "gobot.io/x/gobot/v2/drivers/gpio"
  "gobot.io/x/gobot/v2/platforms/intel-iot/edison"
  "time"
)

func main() {
  // 创建Edison适配器
  e := edison.NewAdaptor()
  if err := e.Connect(); err != nil {
    fmt.Println(err)
  }

  // 创建LED驱动
  led := gpio.NewLedDriver(e, "13")
  if err := led.Start(); err != nil {
    fmt.Println(err)
  }

  // 无限循环切换LED状态
  for {
    if err := led.Toggle(); err != nil {
      fmt.Println(err)
    }
    time.Sleep(1000 * time.Millisecond)
  }
}

“Manager” Gobot示例(管理多个机器人)

package main

import (
  "fmt"
  "time"

  "gobot.io/x/gobot/v2"
  "gobot.io/x/gobot/v2/api"
  "gobot.io/x/gobot/v2/drivers/common/spherocommon"
  "gobot.io/x/gobot/v2/drivers/serial"
  "gobot.io/x/gobot/v2/platforms/serialport"
)

// 创建新的Swarm机器人
func NewSwarmBot(port string) *gobot.Robot {
  spheroAdaptor := serialport.NewAdaptor(port)
  spheroDriver := sphero.NewSpheroDriver(spheroAdaptor, serial.WithName("Sphero" + port))

  work := func() {
    spheroDriver.Stop()

    // 设置碰撞检测事件处理
    _ = spheroDriver.On(sphero.CollisionEvent, func(data interface{}) {
      fmt.Println("Collision Detected!")
    })

    // 每秒滚动一次
    gobot.Every(1*time.Second, func() {
      spheroDriver.Roll(100, uint16(gobot.Rand(360)))
    })
    // 每3秒改变颜色
    gobot.Every(3*time.Second, func() {
      spheroDriver.SetRGB(uint8(gobot.Rand(255)),
        uint8(gobot.Rand(255)),
        uint8(gobot.Rand(255)),
      )
    })
  }

  robot := gobot.NewRobot("sphero",
    []gobot.Connection{spheroAdaptor},
    []gobot.Device{spheroDriver},
    work,
  )

  return robot
}

func main() {
  // 创建管理器
  manager := gobot.NewManager()
  // 启动API服务
  api.NewAPI(manager).Start()

  // 定义多个Sphero设备
  spheros := []string{
    "/dev/rfcomm0",
    "/dev/rfcomm1",
    "/dev/rfcomm2",
    "/dev/rfcomm3",
  }

  // 为每个设备添加机器人
  for _, port := range spheros {
    manager.AddRobot(NewSwarmBot(port))
  }

  // 启动管理器
  if err := manager.Start(); err != nil {
    panic(err)
  }
}

API支持

Gobot包含一个RESTful API,可以查询组内运行的任何机器人的状态,包括连接和设备状态,并执行设备命令。

激活API的示例:

manager := gobot.NewManager()
api.NewAPI(manager).Start()

可以指定API主机和端口,并开启认证:

manager := gobot.NewManager()
server := api.NewAPI(manager)
server.Port = "4000"
server.AddHandler(api.BasicAuth("gort", "klatuu"))
server.Start()

支持的硬件平台

Gobot支持多种机器人和物理计算平台,包括但不限于:

  • Arduino
  • Raspberry Pi
  • BeagleBone Black
  • Intel Edison
  • Sphero
  • Parrot ARDrone
  • DJI Tello
  • 以及其他多种设备

Gobot还支持多种通信协议和接口,包括GPIO、I2C、SPI、UART等。

文档和帮助

更多文档请访问Gobot官网。如果需要帮助,可以通过以下方式联系:

  • 问题报告:GitHub Issues
  • Twitter:@gobotio
  • Slack:Gophers Slack频道
  • 邮件列表:Google Groups

Gobot是一个功能强大且灵活的框架,适合用于各种物联网和机器人开发项目。通过上述示例,您可以快速开始使用Gobot进行开发。


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Golang机器人开发与Gobot物联网框架使用指南

Gobot简介

Gobot是一个流行的Go语言机器人/物联网开发框架,它支持多种硬件平台和协议,包括Arduino、Raspberry Pi、BeagleBone、无人机以及各种传感器和控制器。

安装Gobot

go get -d -u gobot.io/x/gobot/...

基本组件

Gobot框架包含几个核心概念:

  1. Adaptor - 硬件适配器,用于连接特定硬件
  2. Driver - 设备驱动,控制具体硬件
  3. Robot - 机器人主体,组合多个驱动
  4. Work - 机器人执行的工作函数

简单示例:LED闪烁

package main

import (
	"time"
	"gobot.io/x/gobot"
	"gobot.io/x/gobot/drivers/gpio"
	"gobot.io/x/gobot/platforms/firmata"
)

func main() {
	firmataAdaptor := firmata.NewAdaptor("/dev/ttyACM0")
	led := gpio.NewLedDriver(firmataAdaptor, "13")

	work := func() {
		gobot.Every(1*time.Second, func() {
			led.Toggle()
		})
	}

	robot := gobot.NewRobot("bot",
		[]gobot.Connection{firmataAdaptor},
		[]gobot.Device{led},
		work,
	)

	robot.Start()
}

物联网应用示例:温湿度传感器

package main

import (
	"fmt"
	"gobot.io/x/gobot"
	"gobot.io/x/gobot/drivers/i2c"
	"gobot.io/x/gobot/platforms/raspi"
	"time"
)

func main() {
	r := raspi.NewAdaptor()
	sensor := i2c.NewGroveTemperatureHumidityDriver(r)

	work := func() {
		gobot.Every(2*time.Second, func() {
			t, h, err := sensor.TemperatureAndHumidity()
			if err != nil {
				fmt.Println("读取传感器错误:", err)
				return
			}
			fmt.Printf("温度: %.2f°C, 湿度: %.2f%%\n", t, h)
			
			// 这里可以添加物联网逻辑,如上传到云平台
		})
	}

	robot := gobot.NewRobot("sensorBot",
		[]gobot.Connection{r},
		[]gobot.Device{sensor},
		work,
	)

	robot.Start()
}

高级功能

1. 事件处理

button := gpio.NewButtonDriver(firmataAdaptor, "2")
led := gpio.NewLedDriver(firmataAdaptor, "3")

work := func() {
    button.On(gpio.ButtonPush, func(data interface{}) {
        fmt.Println("按钮按下!")
        led.On()
    })
    
    button.On(gpio.ButtonRelease, func(data interface{}) {
        led.Off()
    })
}

2. 多机器人协作

func main() {
    master := gobot.NewMaster()
    
    // 机器人1 - 传感器机器人
    sensorAdaptor := raspi.NewAdaptor()
    tempSensor := i2c.NewGroveTemperatureHumidityDriver(sensorAdaptor)
    sensorRobot := gobot.NewRobot("sensorRobot",
        []gobot.Connection{sensorAdaptor},
        []gobot.Device{tempSensor},
        sensorWork,
    )
    
    // 机器人2 - 执行机器人
    firmataAdaptor := firmata.NewAdaptor("/dev/ttyACM0")
    led := gpio.NewLedDriver(firmataAdaptor, "13")
    actuatorRobot := gobot.NewRobot("actuatorRobot",
        []gobot.Connection{firmataAdaptor},
        []gobot.Device{led},
        actuatorWork,
    )
    
    master.AddRobot(sensorRobot)
    master.AddRobot(actuatorRobot)
    
    master.Start()
}

3. MQTT集成

import (
	"gobot.io/x/gobot/platforms/mqtt"
)

func main() {
	mqttAdaptor := mqtt.NewAdaptor("tcp://iot.eclipse.org:1883", "gobot-client")
	
	work := func() {
		mqttAdaptor.On("sensors/temperature", func(data []byte) {
			fmt.Printf("收到温度数据: %s\n", string(data))
		})
		
		gobot.Every(5*time.Second, func() {
			msg := fmt.Sprintf("%.2f", rand.Float64()*30+10)
			mqttAdaptor.Publish("sensors/temperature", []byte(msg))
		})
	}
	
	robot := gobot.NewRobot("mqttBot",
		[]gobot.Connection{mqttAdaptor},
		work,
	)
	
	robot.Start()
}

支持的平台和协议

Gobot支持广泛的硬件和协议,包括但不限于:

  1. 单板计算机:Raspberry Pi, BeagleBone, Jetson Nano
  2. 微控制器:Arduino, ESP8266, TinyGo
  3. 协议:GPIO, I2C, SPI, MQTT, BLE
  4. 设备:摄像头、电机、传感器、显示器等

最佳实践

  1. 错误处理:始终检查硬件操作返回的错误
  2. 资源清理:在程序退出时正确关闭连接
  3. 并发安全:注意共享资源的并发访问
  4. 模块化设计:将不同功能拆分为独立的机器人

总结

Gobot为Golang开发者提供了一个强大而灵活的框架来构建机器人和物联网应用。通过其简洁的API和丰富的硬件支持,开发者可以快速实现从简单到复杂的物联网解决方案。

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