用树莓派通过Java实现远程控制电灯

用树莓派通过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,从此,七根火柴散落人间,不见踪迹...

1、前言

科幻电影里电脑特效总是令人兴奋，现在我们自己动手也能实现几个特别好玩的功能。比如说远程控制家里的电灯，虽然这已不是什么稀奇的高科技，而且市面上也有很多智能家居系统，但是有些人就是想自己动手做，我们这里是用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_XODk5MDQwNjM2.html

2、准备工作

1) 树莓派

我的是树莓派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，却具有电脑的所有基本功能。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

3) 继电器

继电器是一种电控制器件，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。我们都知道家里的电灯是220V的，所以我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，无论你在北京、上海还是乌鲁木齐，只要你的手机能联网就能远程控制。

3、配置树莓派

1) 安装Java

要想控制继电器，我们必须先学会控制树莓派上的GPIO，控制GPIO有很多方式：python、wiringPi、pi4j。前两种方式的介绍网上有很多，所以我们这里介绍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)，如果不知道你的树莓派中有没有Java，你可以使用javac -version 来查看是否有安装了Java。如下图出现了版本信息，就表示安装了Java。如果没有就去下载最新的Raspbian系统吧。

看到这里是不是很兴奋了，好的，依照国际惯例我们运行一个HelloWorld程序：

作为Java程序员，看到这个在树莓派上运行，真是爽爆了。这意味着你以前在Windows上编写的程序都可以直接放到树莓派上运行，而不需要重新编译，Java嘛，跨平台地球人都知道。是不是很想试试呢，看看我的吧：

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://get.pi4j.com/download/pi4j-0.0.5.deb

（如果你已经安装了Pi4j的其他版本，请先执行如下命令将其卸载掉：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

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

到这里就已经安装完成了，如果想要卸载Pi4j执行如下命令：

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比如说我在home/pi/code/java/下编写了一个叫Test.java的程序，应该执行如下命令：

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

4、连接GPIO和继电器

这便是树莓派的GPIO针脚，来看一下pi4j官网提供的图片：

通过GPIO我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：

下面来连接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，因为继电器工作电压为5V，所以不需要电阻，IN1接在树莓派的12号针脚（GPIO1）。连接如下图：

连接好之后就是这个样子的（这个图片中IN1连接的是26号针脚）：

5、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 {// 创建一个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，可以参考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

运行结果如下图：

看着继电器一闪一闪地是不是很爽啊，呵呵。

6、搭建Yeelink环境

2.1 进入用户中心

2.2 增加新设备

2.3 增加传感器

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“我的Yeelink“，然后点击你的设备，使用开关来控制设备的状态。

7、完整的Java代码

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[]){//下面的链接就是你在Yeelink的设备的状态URLString 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();//因为我的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");}}
}