【智能家居】5、主流程设计以及外设框架编写与测试

目录

 一、主流程设计

1、工厂模式结构体定义

 （1）指令工厂 inputCmd.h

（2）外设工厂 controlDevices.h

二、外设框架编写

1、创建外设工厂对象bathroomLight

2、编写相关函数框架

3、将浴室灯相关操作插入外设工厂链表等待被调用

三、外设框架测试

1、配置IO口输出状态

2、将函数加入到controlDevices.h

3、main函数编写

四、编写完成后拷贝到树莓派运行

1、创建一个文件夹用于保存上面所编写的三个代码

2、查看使用的GPIO口位于第几个引脚

3、编译运行

五、四盏灯控制

1、main函数增加读取用户输入并点灯代码

2、四盏灯相关代码

3、测试

 一、主流程设计

#include <stdio.h>int main(){//指令工厂初始化//控制外设工厂初始化//线程池return 0;
}

1、工厂模式结构体定义

 （1）指令工厂 inputCmd.h

struct InputCmd{char cmdName[128];//指令名称char cmd[32];//指令int (*Init)(char *name,char *ipAdresschar *port);//初始化函数int (*getCmd)(char *cmd);//获取指令函数char *log[1024];//日志struct InputCmd *next;
};

定义一个名为 `InputCmd` 的结构体，包含以下成员：

  1. char cmdName[128]：一个长度为128的字符数组，用于存储指令名称。
  2. char cmd[32]：一个长度为32的字符数组，用于存储指令。
  3. int (*Init)(char *name, char *ipAdress, char *port)：一个初始化相关指令操作的函数指针，它指向一个返回值为整型，接受三个字符指针类型的参数（名称、IP地址、端口号）的函数。
  4. int (*getCmd)(char *cmd)：一个用于获取指令的函数指针，它指向一个返回值为整型，接受一个字符指针类型的参数（指令）的函数。
  5. char *log[1024]：一个长度为1024的字符指针数组，用于存储日志信息。
  6. struct InputCmd *next：一个指向 `struct InputCmd` 类型的指针，用于链表的连接。

（2）外设工厂 controlDevices.h

struct Devices{char devicesName[128];//设备名称int status;//状态：开&关int pinNum;//引脚号int (*open)(int pinNum);//打开设备int (*close)(int pinNum);//关闭设备int (*devicesInit)(int pinNum);//设备初始化int (*readStatus)();//读取设备状态int (*changeStatus)(int status);//改变设备状态struct Devices *next;
};

定义一个名为 `Devices` 的结构体，包含以下成员：

  1. char devicesName[128]：一个长度为128的字符数组，用于存储设备名称。
  2. int status：一个整型变量，用于存储设备的状态（如开/关等）。
  3. int pinNum：一个整型变量，用于存储设备的引脚号。
  4. int (*open)(int pinNum)：一个用于打开相关设备的函数指针，它指向一个返回值为整型、接受一个整型的参数（引脚号）的函数。
  5. int (*close)(int pinNum)：一个用于关闭相关设备的函数指针，它指向一个返回值为整型、接受一个整型的参数（引脚号）的函数。
  6. int (*devicesInit)(int pinNum)：一个用于初始化相关设备的函数指针，它指向一个返回值为整型、接受一个整型的参数（引脚号）的函数。
  7. int (*readStatus)()：一个用于读取设备当前状态的函数指针，它指向一个返回值为整型、无参数的函数。
  8. int (*changeStatus)(int status)：一个用于更改设备状态的函数指针，它指向一个返回值为整型，接受一个字符指针类型的参数（设备状态）的函数。
  9. struct Devices *next：一个指向 `struct Devices` 类型的指针，通常链表的连接。

二、外设框架编写

以浴室灯模块为例

bathroomLight.c

1、创建外设工厂对象bathroomLight

struct Devices bathroomLight={.name="bathroomLight",.pinNum=你选择的引脚号,.open=bathroomLight_open,.close=bathroomLight_close,.devicesInit=bathroomLight_init,.changeStatus=bathroomLight_status
};

2、编写相关函数框架


int bathroomLight_open(int pinNum){}int bathroomLight_close(int pinNum){}int bathroomLight_init(int pinNum){}int bathroomLight_status(int status){}

3、将浴室灯相关操作插入外设工厂链表等待被调用

sturct  Devices *addbathroomLightToDevicesLink(struct Devices *phead){if(phead==NULL){ruturn &bathroomLight;}else{bathroomLight.next=phead;phead=&bathroomLight;}
}

三、外设框架测试

1、配置IO口输出状态

pinMode()和digitalWrite()都是WiringPi库的函数，要包含wiringPi.h头文件(我在controlDevices.h里面包含了）

bathroomLight.c

#include "controlDevices.h"int bathroomLight_open(int pinNum){digitalWrite(pinNum,LOW);
}int bathroomLight_close(int pinNum){digitalWrite(pinNum,HIGH);
}int bathroomLight_init(int pinNum){pinMode(pinNum,OUTPUT);digitalWrite(pinNum,HIGH);
}int bathroomLight_status(int status){}struct Devices bathroomLight={.devicesName="bathroomLight",.pinNum=1,.open=bathroomLight_open,.close=bathroomLight_close,.devicesInit=bathroomLight_init,.changeStatus=bathroomLight_status
};struct  Devices* addbathroomLightToDevicesLink(struct Devices *phead){if(phead== NULL){return &bathroomLight;}else{bathroomLight.next=phead;phead=&bathroomLight;}
}

2、将函数加入到controlDevices.h

controlDevices.h

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>struct Devices{char devicesName[128];int status;int pinNum;int (*open)(int pinNum);int (*close)(int pinNum);int (*devicesInit)(int pinNum);int (*readStatus)();int (*changeStatus)(int status);struct Devices *next;
};struct Devices *addbathroomLightToDevicesLink(struct Devices *phead);

3、main函数编写

（1）判断树莓派接口是否初始化成功

（2）将浴室灯模块加入到工厂模式的链表中等待被调用

 （3）判断+实现

mainPro.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>#include "controlDevices.h"struct Devices *findDevicesName(char *name,struct Devices *phead){struct Devices *tmp=phead;if(phead==NULL){return NULL;}else{while(tmp!=NULL){if(strcmp(tmp->devicesName,name)==0){return tmp;}tmp=tmp->next;}return NULL;}
}int main(){if(wiringPiSetup()==-1){return -1;}struct Devices *pdevicesHead=NULL;pdevicesHead=addbathroomLightToDevicesLink(pdevicesHead);char *name="bathroomLight";struct Devices *tmp=findDevicesName(name,pdevicesHead);if(tmp!=NULL){tmp->devicesInit(tmp->pinNum);tmp->open(tmp->pinNum);	}return 0;
}

四、编写完成后拷贝到树莓派运行

1、创建一个文件夹用于保存上面所编写的三个代码

2、查看使用的GPIO口位于第几个引脚

我是用继电器进行测试

3、编译运行

小插曲

 编译

运行后可以听见继电器“哒” 的一声

输入gpio readall后查看发现GPIO1已经变为OUT

五、四盏灯控制

前面编写了bathroomLight的代码，对于upstairLight、reastaurantLight、livingroomLight的实现代码我们复制粘贴修改名字和对应GPIO口即可，主要是在main函数里面增加读取用户输入从而控制指定灯的代码

我使用的是GPIO1~4控制四盏灯:

GPIO1-bathroomLight   GPIO2-upstairLight   GPIO3-livingLight  GPIO4-restaurantLiht

1、main函数增加读取用户输入并点灯代码

将四个模块加入到工厂模式链表中

 获取用户输入并打开对应的灯

 mainPro.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>#include "controlDevices.h"struct Devices *findDevicesName(char *name,struct Devices *phead){struct Devices *tmp=phead;if(phead==NULL){return NULL;}else{while(tmp!=NULL){if(strcmp(tmp->devicesName,name)==0){return tmp;}tmp=tmp->next;}return NULL;}
}int main(){if(wiringPiSetup()==-1){return -1;}struct Devices *pdevicesHead=NULL;pdevicesHead=addbathroomLightToDevicesLink(pdevicesHead);pdevicesHead=addupstairLightToDevicesLink(pdevicesHead);pdevicesHead=addlivingroomLightToDevicesLink(pdevicesHead);pdevicesHead=addrestaurantLightToDevicesLink(pdevicesHead);char name[128];struct Devices *tmp=NULL;while(1){printf("INPUT:\n");scanf("%s",name);tmp=findDevicesName(name,pdevicesHead);if(tmp!=NULL){tmp->devicesInit(tmp->pinNum);tmp->open(tmp->pinNum);	tmp->readStatus();}}return 0;
}

2、四盏灯相关代码

bathroomLight.c

#include "controlDevices.h"int bathroomLight_open(int pinNum){digitalWrite(pinNum,LOW);
}int bathroomLight_close(int pinNum){digitalWrite(pinNum,HIGH);
}int bathroomLight_init(int pinNum){pinMode(pinNum,OUTPUT);digitalWrite(pinNum,HIGH);
}int bathroomLight_status(int status){printf("bathroomLight-OPEN\n");
}struct Devices bathroomLight={.devicesName="bathroomLight",.pinNum=1,.open=bathroomLight_open,.close=bathroomLight_close,.devicesInit=bathroomLight_init,.readStatus=bathroomLight_status
};struct  Devices* addbathroomLightToDevicesLink(struct Devices *phead){if(phead== NULL){return &bathroomLight;}else{bathroomLight.next=phead;phead=&bathroomLight;}
}

livingroomLight.c

#include "controlDevices.h"int livingroomLight_open(int pinNum){digitalWrite(pinNum,LOW);
}int livingroomLight_close(int pinNum){digitalWrite(pinNum,HIGH);
}int livingroomLight_init(int pinNum){pinMode(pinNum,OUTPUT);digitalWrite(pinNum,HIGH);
}int livingroomLight_status(int status){printf("livingroomLight-OPEN\n");
}struct Devices livingroomLight={.devicesName="livingroomLight",.pinNum=3,.open=livingroomLight_open,.close=livingroomLight_close,.devicesInit=livingroomLight_init,.readStatus=livingroomLight_status
};struct  Devices* addlivingroomLightToDevicesLink(struct Devices *phead){if(phead== NULL){return &livingroomLight;}else{livingroomLight.next=phead;phead=&livingroomLight;}
}

restaurantLight.c

#include "controlDevices.h"int restaurantLight_open(int pinNum){digitalWrite(pinNum,LOW);
}int restaurantLight_close(int pinNum){digitalWrite(pinNum,HIGH);
}int restaurantLight_init(int pinNum){pinMode(pinNum,OUTPUT);digitalWrite(pinNum,HIGH);
}int restaurantLight_status(int status){printf("restaurantLight-OPEN\n");
}struct Devices restaurantLight={.devicesName="restaurantLight",.pinNum=4,.open=restaurantLight_open,.close=restaurantLight_close,.devicesInit=restaurantLight_init,.readStatus=restaurantLight_status
};struct  Devices* addrestaurantLightToDevicesLink(struct Devices *phead){if(phead== NULL){return &restaurantLight;}else{restaurantLight.next=phead;phead=&restaurantLight;}
}

upstairLight.c

#include "controlDevices.h"int upstairLight_open(int pinNum){digitalWrite(pinNum,LOW);
}int upstairLight_close(int pinNum){digitalWrite(pinNum,HIGH);
}int upstairLight_init(int pinNum){pinMode(pinNum,OUTPUT);digitalWrite(pinNum,HIGH);
}int upstairLight_status(int status){printf("upstairLight-OPEN\n");
}struct Devices upstairLight={.devicesName="upstairLight",.pinNum=2,.open=upstairLight_open,.close=upstairLight_close,.devicesInit=upstairLight_init,.readStatus=upstairLight_status
};struct  Devices* addupstairLightToDevicesLink(struct Devices *phead){if(phead== NULL){return &upstairLight;}else{upstairLight.next=phead;phead=&upstairLight;}
}

3、测试

 

继电器1闭合通电，浴室灯被点亮，可以 听见继电器“哒” 的一声

继电器3闭合通电，房间灯被点亮，可以 听见继电器“哒” 的一声 

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