基于旷视开源框架MegFlow的猫粮机(2)

视频演示

项目地址

• rcxxx/MegFlow —— cat_feeders

新环境的配置

由于想让猫粮机长时间工作，不能只将程序跑在工作用的电脑上

我们选择 Nvidia Jetson Nano 作为猫粮机的运算平台，它体积够小，刚好能放入猫粮机内，执行这样需求较低的计算任务算力也足够

由于 Nano 是 aarch64 架构的，所以需要重新配置一下相关环境

• MegFlow 需要安装 aarch64 版本的 .whl
• MegEngine 也需要安装 aarch64 版本的 .whl

详细的安装过程放在这里👇

• Jetson Nano Install MegFlow && MegEngine

猫粮机的功能控制

考虑到猫猫的健康，需要时长调整它们的进食量，瘦的要多吃点，胖的要少吃点······

考虑到投喂的参数是变化的，所以准备增加一个串口屏来实时调整相应的投喂参数，比如投喂量，投喂次数，时间间隔等参数

串口数据交互

• serial.py

str = self._serial.read(6).hex()
if str is not None:
    if str[0:2] == 'aa' and str[10:12] == 'ff':
        feeding = []
        temp = str[2:10]
        for i in range(0, len(temp), 2):
            feeding.append(int(temp[i:i+2], 16))
        self._feeding = feeding

• 读取串口数据并根据帧头帧尾解码数据，并更新参数列表，这里设置了读取超时，为了保证稳定，串口屏部分有数据变化才会发送新的数据

喂食逻辑

大致控制逻辑如下

根据设想的控制逻辑，新建功能插件

• feeder.py

def isFeeding(self, name, time, feeding_times):
    last_t_fmt = self.formatTimestamp(float(self._r.get(f'{name}.feeding.last_t')))
    current_t_fmt = self.formatTimestamp(time)
    new_date = (current_t_fmt[0] - last_t_fmt[0]) + (current_t_fmt[1] - last_t_fmt[1]) + (current_t_fmt[2] - last_t_fmt[2])
    if new_date > 0:
        # 日期超过一天
        self._r.set(f'{name}.feeding.times', 0)

    times = int(self._r.get(f'{name}.feeding.times'))
    if ((current_t_fmt[3] - last_t_fmt[3]) >= self._preset_time or new_date) and (times < feeding_times):
        self._r.set(f'{name}.feeding.last_t', time)
        self._r.set(f'{name}.feeding.times', (times + 1))
        return True

    return False

这里分别将对应猫咪的已喂食数据，上一次喂食的时间都通过 redis 存储在本地，这样就算猫粮机断电了，也能保证正常的喂食逻辑，不需要重新进行初始化

控制猫粮机

拆解猫粮机发现猫粮机的控制是通过电平脉冲来实现的，简单测试之后发现持续 1s 的高电平是 5g 左右的猫粮，2s 的脉冲则有 10g 左右，但是随着脉冲时间的延长，出粮的量并不是线性变化的，于是遵循少量多次的原则来控制猫粮机的出粮

Jetson Nano 上的引脚就可以作为脉冲的控制，只需要编写相应的代码就可以实现

• Nvidia Jetson Nano GPIO

新建功能插件

• nano_gpio.py

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(self._gpio, GPIO.OUT)
GPIO.output(self._gpio, GPIO.HIGH)
def gpio_low(gpio):
    GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
    GPIO.setup(gpio, GPIO.OUT)
    GPIO.output(gpio, GPIO.LOW)
t = Timer(gpio_arg[0]/5, gpio_low, (self._gpio,))
t.start()

• 这里用到 threading.timer() 方法来实现延时任务，因为使用 time.sleep() 会让整个程序阻塞，影响后面的程序执行

之后修改相应的 .toml 文件

• cat_feeder_nano.toml

然后设置开机自启动脚本，改造完成 ~~~！

致谢

感谢旷视科技的开发人员提供的技术支持，细致的问题解答~

目前项目已开源到天元社区 Awesome MegEngine

参考

• MegEngine/MegFlow
• MegFlow’s documentation!
• Jetson Nano Install MegFlow && MegEngine
• Nvidia Jetson Nano GPIO