範例 - Grove 模組 | WK Test Chinese Version

6.4 悟空類別範例：Grove模組

在悟空類別的實作介紹之後，這章節會繼續了解一些相仿的範例，讓開發者能夠針對個別應用的需要，來實作新的悟空類別。

我們的範例是使用Grove模組(http://www.seeedstudio.com/wiki/Grove_System), 選擇Grove模組的原因是，這個模組可以透過各家的擴充板，輕易地連接到物聯網開發板(Edison, Galileo and Raspberry Pi)，並且，Grove系列提供了非常豐富的元件與函式庫給物聯網的開發者。

關於更多Grove開發模組(Grove Starter Kit)的資訊，請參考以下的網頁：
使用Intel Edison or Galileo: https://software.intel.com/iot/hardware/devkit
使用Raspberry Pi: http://www.dexterindustries.com/grovepi/

輸入/輸出介面(IO Interface)

如同上節所述，爲了讓同一個Grove模組的範例能執行在Edison, Galileo和Raspberry Pi，我們新增了這個介面(udpdevice_io_interface.py)來決定如何使用三個不同的GPIO函式庫，對Edison,Galileo來說，所需要匯入的GPIO函式庫爲mraa;對Raspberry Pi來說，所需要匯入的GPIO函式庫爲rpi，若使用Grove Pi擴充板的話，所需要匯入的GPIO函式庫則爲grovepi，因此，在這個介面的一開始(如下圖)，我們定義三種裝置的選項：DEVICE_TYPE_MRAA,DEVICE_TYPE_GPI以及DEVICE_TYPE_RPI，並於第12行決定要使用哪一個選項來執行Grove模組的範例。

GPIO使用方式

除了用這個介面決定使用哪一種裝置外，這個介面也定義了如何在裝置上使用GPIO，目前爲止，我們在這個介面中定義了6個使用GPIO的共同方式，如下所示：

pin_mode(pin, pin_type, pin_mode, **kwargs)  
# 這個函式是用來初始化GPIO腳位(pin)的設定，包括型態(pin_type)是數位或類比(digital/analog)，
# 或者模式(pin_mode)是輸入或輸出。

digital_read(pin_obj)   
# 若腳位的型態設定爲數位，模式設定爲輸入，我們可以用這個函式來讀取GPIO的值，
# pin_obj是pin_mode的回傳物件。  

digital_write(pin_obj, val)   
# 若腳位的型態設定爲數位，模式設定爲輸出，我們可以用這個函式來寫入GPIO，
# pin_obj是pin_mode的回傳物件,val是要寫入GPIO的值。  

analog_read(pin_obj)  
# 若腳位的型態設定爲類比，模式設定爲輸入，我們可以用這個函式來讀取GPIO，  
# pin_obj是pin_mode的回傳物件。
# 但由於Raspberry Pi本身不支援類比輸入，
# 所以此函式只適合用在Edison,Galileo以及使用grovepi擴充板的Raspberry Pi。 

analog_write(pin_obj, val)
# 若腳位的型態設定爲類比，模式設定爲輸出，我們可以用這個函式來寫入GPIO，
# pin_obj是pin_mode的回傳物件,val是要寫入GPIO的值。 
# 但目前只有使用grovepi擴充板的Raspberry Pi支援類比輸出。

temp_read(pin_obj)
# 這是針對Grove模組中的溫度感測器所定的介面函式，
# pin_obj是pin_mode的回傳物件。
# 但由於Raspberry Pi本身不支援類比輸入，
# 所以此函式只適合用在Edison,Galileo以及使用grovepi擴充板的Raspberry Pi。

目前關於Grove開發模組的悟空裝置程式，大都是使用以上的介面函式來讀取或寫入開發板的GPIO，然而，這個介面目前只限於使用數位和類比GPIO，尚未支援共同的PWM,I2C,SPI,以及UART介面，主要的原因是，各個GPIO函式庫在處理數位和類比GPIO的方式較爲接近，所以容易定義一個共同的介面，但其餘的傳輸方式就有許多差異，因此，目前若需使用PWM,I2C,SPI,以及UART傳輸的Grove模組時，就不會使用這個介面，而是針對各個開發板獨自開發，比方說蜂鳴器(Buzzer)，mraa函式庫是用PWM來控制蜂鳴器，但grovepi函式庫只支援用類比輸出(analog write)來控制蜂鳴器，於是蜂鳴器的範例就沒有使用這個介面。

Grove開發模組範例(Grove Starter Kit)

以下列出使用各個GPIO介面函式的範例：

使用數位輸入GPIO的按鈕(Button)
使用數位輸出GPIO的繼電器(Relay)
使用類比輸入的旋轉電位器(Slider)
使用特定函式的溫度感測器(Temperature Sensor)

這些範例程式均存放於：

https://github.com/wukong-m2m/wukong-darjeeling/tree/release0.4/wukong/gateway/udpwkpf

開發板的腳位編號

在選擇使用哪一個裝置執行Grove開發模組的範例後，我們需要確認範例程式中所定義的腳位編號，並將Grove開發模組連接到合適的位置，以下分別是Edison的Grove擴充板,Raspberry Pi與其GrovePi擴充板的腳位定義，這些腳位編號通常定義在每個悟空裝置程式的最前面。