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[M10项目] 行空板——手写点阵屏

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本帖最后由云天于 2023-4-11 09:29 编辑

【项目背景】
本项目要实现行空板无线手写投点阵屏。
【项目设计】
本项目结合行空板屏幕上手写加python os库截屏，再分析图像上的手写痕迹，获取坐标，通过TCP发送给Ardunio，点亮点阵屏。
【点阵屏】

通过DF官网学习一下如何使用。https://wiki.dfrobot.com.cn/_SKU_DFR0471_32x16_RGB_LED_Matrix_-_6mm_pitch

结合以上两图，连接Arduino与点阵屏。
【Arduino连接WIFI】
使用WiFiBee-MT7681，插在Arduino扩展板上。

【硬件展示】

【测试显示】
行空板联网，加载socket库，按下A键发送“A”，按下B键发送“B”。

s.connect(('192.168.31.38',1000))
复制代码

“192.168.31.38”，是WiFiBee-MT7681联网IP地址。


import socket
from unihiker import GUI
i=0
# 事件回调函数
def on_buttonb_click_callback():
    s.send(b'B')
def on_buttona_click_callback():
    s.send(b'A')

u_gui=GUI()
u_gui.on_a_click(on_buttona_click_callback)
u_gui.on_b_click(on_buttonb_click_callback)
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
s.connect(('192.168.31.38',1000))

while True:
    pass
复制代码

Arduino利用串口接收WiFiBee-MT7681信息，接收“A”点阵屏显示字母“A"，接收“B”清屏。



#include <Adafruit_GFX.h>   
#include <RGBmatrixPanel.h> 

#define CLK 8  
#define LAT A3
#define OE  9
#define A   A0
#define B   A1
#define C   A2
RGBmatrixPanel matrix(A, B, C, CLK, LAT, OE, false);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  matrix.begin();
  matrix.fillScreen(matrix.Color333(0, 0, 0));

  matrix.setCursor(1, 0);   
  matrix.setTextSize(1);   
  matrix.setTextColor(matrix.Color333(7,0,0));
}

void loop() {


  if ((Serial.available())) {
  String  mystr=Serial.readString();
  if(mystr=="B"){
     matrix.fillScreen(matrix.Color333(0, 0, 0));
  }
  else{
    matrix.print(mystr);
  }

}

复制代码

【发送坐标信息】
行空板Python程序获取手写痕迹，发痕迹坐标。


import socket
from unihiker import GUI
import time
import os
import cv2
import numpy as np
pos_xy = []
# 图像旋转（以原点(0,0)为中心旋转）
def image_rotate(src, rotate=0):
  h,w,c = src.shape
  cos_val = np.cos(np.deg2rad(rotate))
  sin_val = np.sin(np.deg2rad(rotate))
  M = np.float32([[cos_val, -sin_val, 0], [sin_val, cos_val, 0]])
  img = cv2.warpAffine(src, M, (w,h))
  return img
# 事件回调函数
def on_buttonb_click_callback():
    u_gui.clear()
    s.send(b'B')
    
def on_buttona_click_callback():
    os.system("scrot -a 0,0,240,320 sc.png") 
    img = cv2.imread("sc.png")
    img=cv2.resize(img,(16,32))
    
    hsv = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV)  # 色彩空间转换为hsv，分离.
 
    #色相（H）是色彩的基本属性，就是平常所说的颜色名称，如红色、黄色等。
    #饱和度（S）是指色彩的纯度，越高色彩越纯，低则逐渐变灰，取0-100%的数值。
    #明度（V），取0-100%。
    #OpenCV中H,S,V范围是0-180,0-255,0-255
    low = np.array([0, 0, 0])
    high = np.array([180, 255, 46])
 
    dst = cv2.inRange(src=hsv, lowerb=low, upperb=high) # HSV高低阈值，提取图像部分区域
 
    #寻找白色的像素点坐标。
    #白色像素值是255，所以np.where(dst==255)
    xy = np.column_stack(np.where(dst==255))
    mystr=b''
    k=0
    for c in xy:
        
         for d in c:
          mystr=mystr+b","+str(d).encode()
          k+=1
          if k==10:
             mystr=str(k).encode()+mystr
             print(mystr)
             s.send(mystr)
             k=0
             mystr=b''
             time.sleep(2)
    if k>0:
        mystr=str(k).encode()+mystr
        print(mystr)
        s.send(mystr)
    
u_gui=GUI()
u_gui.on_a_click(on_buttona_click_callback)
u_gui.on_b_click(on_buttonb_click_callback)
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
s.connect(('192.168.31.38',1000))
def mouse_move(x, y):# 画线
    global temp_time
    temp_time = time.time()
    '''
    首先判断pos_xy列表中是不是至少有两个点了
    然后将pos_xy中第一个点赋值给point_start
    利用中间变量pos_tmp遍历整个pos_xy列表
    point_end = pos_tmp
    画point_start到point_end之间的线
    point_start = point_end
    这样，不断地将相邻两个点之间画线，就能留下鼠标移动轨迹了
    '''
    pos_xy.append([x,y])
    if len(pos_xy) > 1:
        point_start = pos_xy[0]
        for pos_tmp in pos_xy:
            point_end = pos_tmp
            line_text = u_gui.draw_line(x0=point_start[0],y0=point_start[1],x1=point_end[0],y1=point_end[1],width=20, color=(0,0,0))
            point_start = point_end   

def on_release(event):
    pos_xy.clear()

u_gui.master.bind("<ButtonRelease>", on_release)# 抬笔检测

u_gui.on_mouse_move(mouse_move)      #鼠标检测 

while True:
    #增加等待，防止程序退出和卡住
    time.sleep(0.5)

复制代码

【Arduino接收显示】

使用自定义函数fenge，分割接收的字符串坐标，利用matrix.drawPixel点亮坐标。

#include <Adafruit_GFX.h>   
#include <RGBmatrixPanel.h>

#define CLK 8  
#define LAT A3
#define OE  9
#define A   A0
#define B   A1
#define C   A2
RGBmatrixPanel matrix(A, B, C, CLK, LAT, OE, false);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  matrix.begin();
  matrix.fillScreen(matrix.Color333(0, 0, 0));
  // draw  text!
  matrix.setCursor(1, 0);   
  matrix.setTextSize(1);    
  matrix.setTextColor(matrix.Color333(7,0,0));
}
int fenge(String str,String fen,int index)
{
 int weizhi;
 String temps[str.length()];
 int i=0;
 do
 {
    weizhi = str.indexOf(fen);
    if(weizhi != -1)
    {
      temps[i] =  str.substring(0,weizhi);
      str = str.substring(weizhi+fen.length(),str.length());
      i++;
      }
      else {
        if(str.length()>0)
        temps[i] = str;
      }
 }
  while(weizhi>=0);

  if(index>i)return "-1";
  return temps[index].toInt();
}

String Mystr = "";//声明字符串变量

void loop() {


  
  
   if (Serial.available() > 0)
    {  Mystr=Serial.readString();   
       if(Mystr=="B"){
       matrix.fillScreen(matrix.Color333(0, 0, 0));
       }
       else{
           int num=fenge(Mystr,",",0);
           for(int i=1;i<=num-1;i=i+2){
              int pose0=31-fenge(Mystr,",",i);
              int pose1=fenge(Mystr,",",i+1);
              matrix.drawPixel(pose0,pose1, matrix.Color333(7, 7, 7)); 
             }
           }
      Mystr=="";
      }
}
复制代码