動(dòng)機(jī)

每天早上從查看短信、天氣、電子郵件開(kāi)始，有時(shí)，當(dāng)您感覺(jué)非常好并且最重要的是，新聞。但是，要查看這些，您需要在手機(jī)上打開(kāi)手機(jī)短信應(yīng)用、天氣應(yīng)用和新聞應(yīng)用，或者至少滾動(dòng)瀏覽手機(jī)上的所有通知。

為了讓我的早晨，希望你的早晨更輕松一些，我的目標(biāo)是為你的床頭柜制作一個(gè)屏幕，顯示每日預(yù)報(bào)和當(dāng)前溫度，以及當(dāng)天的新聞?lì)^條。一目了然，您可以看到開(kāi)始新的一天所需了解的所有信息：如何穿著得體以及昨晚發(fā)生的時(shí)事。

概述：系統(tǒng)和電源框圖

1 / 2 ?系統(tǒng)框圖

使用 Wifi Dongle 連接到 Wifi

要連接到 wifi，我需要一個(gè) microUSB 接口、USB 轉(zhuǎn) microUSB 適配器和一個(gè) wifi 加密狗。在PocketBeagle上，我首先將引腳VBUS（P1_5）和VIN（P1_7）焊接在一起，并將引腳ID（P1_13）和GND（P1_15）焊接在一起，以備使用。然后，我將 microUSB 分線板連接到 PocketBeagle 上的 USB1 總線（引腳 7-15）。最后，我將 wifi 適配器插入 USB 轉(zhuǎn) microUSB 適配器。有了 wifi 加密狗的硬件，我繼續(xù)進(jìn)行連接到 wifi 的軟件方面。

USB-A 適配器和 wifi 加密狗。

在 Linux Cloud9 終端中，我運(yùn)行以下代碼來(lái)連接到 wifi：

debian@beaglebone:/var/lib/cloud9/ENGI301/Project_01$ connmanctl

connmanctl》 enable wifi

Error wifi： Already enabled

connmanctl》 scan wifi

Scan completed for wifi

connmanctl》 services

*AR Rice IoT wifi_74da38de508b_5269636520496f54_managed_none

*A Rice Visitor wifi_74da38de508b_526963652056697369746f72_managed_none

Rice Owls wifi_74da38de508b_52696365204f776c73_managed_ieee8021x

eduroam wifi_74da38de508b_656475726f616d_managed_ieee8021x

DIRECT-f3-HP M15 LaserJet wifi_74da38de508b_4449524543542d66332d4850204d3135204c617365724a6574_managed_psk

connmanctl》 agent on

Agent registered

connmanctl》 connect wifi_74da38de508b_526963652056697369746f72_managed_none

Connected wifi_74da38de508b_526963652056697369746f72_managed_none

檢索天氣數(shù)據(jù)

為了檢索每日預(yù)報(bào)，我使用了 PyOWM，它是 OpenWeatherMap 的客戶端 Python 包裝庫(kù)。OpenWeatherMap （ http://openweathermap.com/ ） 是一種 API，可用于通過(guò) API 密鑰檢索天氣數(shù)據(jù)。

from pyowm import OWM

我創(chuàng)建了一個(gè)免費(fèi)帳戶并收到了一個(gè) API 密鑰（免費(fèi)訂閱*）。

API_key = ‘a(chǎn)da0a3424a34c9445c81fba49df33410’

owm = OWM（API_key）

接下來(lái)，對(duì)于我想要收集數(shù)據(jù)的位置，我找到了得克薩斯州休斯頓市的城市 ID，即 4699006。

#For Houston （city ID = 46990066）

obs = owm.weather_at_id（4699066）

定義這些變量后，我使用 get_weather 和 get_temperature 收集了三個(gè)溫度測(cè)量值。可以在 PyOWM 文檔的以下鏈接中找到其他查詢和電話：

https://buildmedia.readthedocs.org/media/pdf/pyowm/latest/pyowm.pdf

# Retrieve daily lows and highs as well as the current temperature

w = obs.get_weather（）

temp = w.get_temperature（‘fahrenheit’）

*免費(fèi)訂閱對(duì)您可以調(diào)用和訪問(wèn)的數(shù)據(jù)有限制。幸運(yùn)的是，我可以訪問(wèn)當(dāng)前溫度以及當(dāng)天的高低溫。有關(guān)訂閱訪問(wèn)的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)http://openweathermap.com/。

檢索新聞標(biāo)題

為了檢索每日新聞標(biāo)題，我導(dǎo)入了許多庫(kù)：

要求

bs4（美麗湯）

JSON

約會(huì)時(shí)間

“requests”是一個(gè)庫(kù)，當(dāng)我從紐約時(shí)報(bào)網(wǎng)站上抓取數(shù)據(jù)（頭條新聞）時(shí)，它可以幫助我們發(fā)出 HTTP 請(qǐng)求。

import requests

url = “https://www.nytimes.com/”

r = requests.get（url）

“bs4”是一個(gè)幫助從 HTML 中解析數(shù)據(jù)的庫(kù)。有關(guān) bs4 用法的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：https ：//www.crummy.com/software/BeautifulSoup/bs4/doc/ 。

from bs4 import BeautifulSoup

r_html = r.text

soup = BeautifulSoup（r_html， “html.parser”）

scripts = soup.find_all（‘script’）

“json”是一個(gè)可以編碼和解碼 JSON 的庫(kù)，JSON 是用 JavaScript 對(duì)象表示法編寫(xiě)的文本。我使用 json 將 JSON 從網(wǎng)絡(luò)抓取的數(shù)據(jù)解碼為 Python。

import json

for script in scripts：

if ‘preloadedData’ in script.text：

jsonStr = script.text

jsonStr = jsonStr.split（‘=’， 1）［1］.strip（）

jsonStr = jsonStr.rsplit（‘;’， 1）［0］

jsonObj = json.loads（jsonStr）

使用這些庫(kù)，我可以找到并抓取新聞標(biāo)題，以便稍后在 LCD 屏幕上顯示。

設(shè)置 LCD 屏幕

硬件：

從 LCD 屏幕到 PocketBeagle 上的 GPIO 和 SPI0 的連接。

為了將 LCD 屏幕物理連接到 PocketBeagle，我在 LCD 屏幕上使用了引腳 Vin、GND、CLK、MISO、MOSI、CS、D/C 和 RST。我將這些引腳連接到 PocketBeagle（SPI0 和 GPIO）上它們各自的引腳?？梢栽诒疚臋n末尾的燒結(jié)圖中找到這些連接。

我遵循了 LCD 屏幕制造商提供的說(shuō)明，可在此處找到：https://learn.adafruit.com/adafruit-2-dot-8-color-tft-touchscreen-breakout-v2/overview。*

*起初，盡管連接正確，但我的 LCD 屏幕并未與 PocketBeagle 連接。后來(lái)我發(fā)現(xiàn)是因?yàn)槲义e(cuò)過(guò)了關(guān)鍵的一步；必須通過(guò)焊接閉合 LCD 屏幕背面的 IM1、IM2 和 IM3 跳線：

使用前先將液晶屏上的IM1、IM2、IM3插孔焊好。

軟件：

為了在 PocketBeagle 上設(shè)置和使用 LCD 屏幕，我導(dǎo)入了幾個(gè)庫(kù)。我設(shè)置和使用 LCD 屏幕的分步過(guò)程基于制造商在此處提供的一組基本說(shuō)明：http ：//learn.adafruit.com/adafruit-2-dot-8-color- tft-touchscreen-breakout-v2 。

數(shù)碼

木板

太平船務(wù)

adafruit_rgb_display

Adafruit_BBIO

時(shí)間

文本換行

“digitalio”是一個(gè)提供基本數(shù)字引腳支持的庫(kù)。

“板”是一個(gè)庫(kù)，用于描述和設(shè)置使用的引腳和板?！癲igitalio”和“board”一起使用：

import board

import digitalio

cs_pin = digitalio.DigitalInOut（board.P2_2）

dc_pin = digitalio.DigitalInOut（board.P2_4）

reset_pin = digitalio.DigitalInOut（board.P2_6）

spi = board.SPI（）

“PIL”是 Python 圖像庫(kù)。我特別發(fā)現(xiàn)此鏈接對(duì)于了解模塊和與模塊相關(guān)的用法非常有用：https ：//pillow.readthedocs.io/en/stable/ 。該庫(kù)用于實(shí)際顯示文本（天氣更新和新聞標(biāo)題）液晶屏。

from PIL import Image， ImageDraw， ImageFont

“adafruit_rgb_display”是用于連接 LCD 屏幕 （ILI9341） 的庫(kù)。該庫(kù)是通過(guò) LCD 屏幕的供應(yīng)商推薦的。我按照此驅(qū)動(dòng)程序的說(shuō)明操作：https ：//github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_RGB_Display 。

import adafruit_rgb_display.ili9341 as ili9341

disp = ili9341.ILI9341（spi， rotation=90， cs=cs_pin， dc=dc_pin， rst=reset_pin，

baudrate=BAUDRATE）

為了遵循這一點(diǎn)，我還必須在安裝驅(qū)動(dòng)程序之前安裝驅(qū)動(dòng)程序的依賴項(xiàng)。說(shuō)明可在此處找到：https ：//github.com/adafruit/CircuitPython_Community_Bundle 。為了將此驅(qū)動(dòng)程序用于 ILI9341，還進(jìn)行了其他安裝（在驅(qū)動(dòng)程序的 README 文件中進(jìn)行了描述）。通常，我按照以下步驟安裝必要的驅(qū)動(dòng)程序：

sudo pip3 install Adafruit_Blinka

# if the Adafruit_Blinka installation does not work：

# sudo apt-get install python-setuptools

# sudo apt-get install python-dev

pip3 install adafruit-circuitpython-lis3dh

# Download the bundle zip file from the （CircuitPython_Community_Bundle link）

git submodule init

git submodule update

sudo apt-get install python3-venv

python3 -m venv .env

source .env/bin/activate

pip install circuitpython-build-tools

source .env/bin/activate

circuitpython-build-bundles --filename_prefix adafruit-circuitpython-bundle --library_location libraries --library_depth 2

sudo pip3 install adafruit-circuitpython-rgb-display

Adafruit_Blinka 鏡像 CircuitPython，這樣我就可以使用其他庫(kù)，例如“board”和“digitalio”。Digitalio 和板用于定義和描述 PocketBeagle 的引腳輸出，以便我們可以設(shè)置顯示。

使用“Adafruit_BBIO”以便我可以使用 GPIO 引腳，特別是按鈕。使用這個(gè)庫(kù)，用戶可以通過(guò)按下按鈕來(lái)控制顯示。

import Adafruit_BBIO.GPIO as GPIO

“時(shí)間”是一個(gè)庫(kù)，我專門(mén)用來(lái)記錄按下按鈕時(shí)經(jīng)過(guò)的時(shí)間。記錄時(shí)間是必不可少的，因?yàn)楫?dāng)按下按鈕超過(guò) 2 秒時(shí)，設(shè)備將停止運(yùn)行腳本。當(dāng)按下按鈕少于 2 秒時(shí)，用戶可以在查看當(dāng)天的天氣預(yù)報(bào)和新聞標(biāo)題之間切換。

在液晶屏上顯示

為了在 LCD 屏幕上顯示內(nèi)容，我們使用 PIL 庫(kù)，如下所示。此外，我還下載了一個(gè)不同字體的 zip 文件來(lái)幫助定義“fnt”。

def createRGB（disp）：

if disp.rotation % 180 == 90：

height = disp.width # we swap height/width to rotate it to landscape！

width = disp.height

else：

width = disp.width # we swap height/width to rotate it to landscape！

height = disp.height

image = Image.new（‘RGB’， （width， height））

# Reset the display

draw = ImageDraw.Draw（image）

draw.rectangle（（0， 0， width， height）， outline=0， fill=（0， 0， 0））

disp.image（image）

# Display the desired output

fnt = ImageFont.truetype（‘Pillow-master/Tests/fonts/FreeMono.ttf’， 16）

draw.text（（0，0）， text=cleand， fill = （255，255，255）， font=fnt）

disp.image（image）

return createRGB（disp）

使用按鈕控制顯示

我的設(shè)備允許用戶通過(guò)按下按鈕來(lái)控制他們希望看到的信息（天氣預(yù)報(bào)或新聞標(biāo)題）。

我使用一個(gè) 1k 歐姆電阻將按鈕添加到從一個(gè)輸入到按鈕的 3.3V 輸入，并將對(duì)角線引腳從 3.3V 輸入連接到 PocketBeagle 上的 GPIO（白線）。

按鈕的電路連接。

具體來(lái)說(shuō)，如果按鈕被按下的次數(shù)是奇數(shù)，則顯示天氣預(yù)報(bào)。連接后，設(shè)備將開(kāi)始運(yùn)行。如果用戶按下按鈕一次，就會(huì)顯示當(dāng)天的天氣預(yù)報(bào)。如果再按一次該按鈕，新聞標(biāo)題就會(huì)顯示在 LCD 屏幕上。連續(xù)按下按鈕將導(dǎo)致新聞標(biāo)題和天氣預(yù)報(bào)在 LCD 屏幕上交替顯示。