树莓派北美团队 vs 树莓派驱动的“密室逃脱”

作者:Christina Foust

编译:IoT前哨站

几天前,树莓派北美团队在旧金山体验了一个非常特别的,由树莓派驱动的密室逃脱店。

这就是由Palace Games运营的一个充满灯光、传感器和大量惊喜体验的“爱迪生密室”。

以下是关于我们如何进入、探索并最终逃离这个房间的经过。

在今年的世界创客大会(World Maker Faire)上,我们的社交媒体明星亚历克斯•贝特(Alex Bate)遇到了乔丹•邦克(Jordan Bunker),他是制作Palace Games的艺术家之一。

经过电子邮件的连番轰炸后,树莓派北美团队订好日期,“直面交锋”爱迪生密室!

密室逃脱

“密室逃脱”是一种物理世界的冒险游戏,玩家通过线索、逻辑和策略来解决一系列的谜题和谜语,从而完成游戏的目标。许多密室逃脱设计师使用实体互动装置来控制玩家体验中涉及的众多传感器和触发器。

树莓派北美团队 vs 爱迪生密室

进入爱迪生密室后,我和我的团队很快意识到自己身处一个像巨型计算机一样的复杂系统中!所以即使这是我们第一次玩密室逃脱,也不是一个劣势。

(小编语:难道你们很擅长巨型计算机?)

我们的目标是完成各种任务。包括解决许多谜题,在任何事情中寻找隐藏的线索,完成电路,移动地板,并进行一些试验。

然而,真正的考验是我们之间的沟通和合作 —— 我们在这方面做得非常出色!

我们做了分工,以便有效地找出不同的谜题和线索,大家不停的在房间里大喊:“试试这样做”,“也许它是这个意思”,“如果它应该那样做呢?”

当我们完成最后一个挑战并最终逃脱时,我们欣喜若狂!每个人都戴上了爱迪生思维帽。

内部机制

逃离密室后,我们有机会去幕后一探究竟。

我们发现了一个由多个树莓派组成的本地网络,这些Pi由一个中心服务器(也是树莓派)协调。而Python写的Banyan框架(The Python Banyan framework)是树莓派及其附属组件之间的连接关键。

该框架帮助Pi和中心服务器之间的内网通信。树莓派被用来读取各种类型的传感器,控制灯光、开门或播放音乐。上面还跑着一个用来让工作人员设置和跟踪游戏的控制面板。

“树莓派让我们进步,它是我们密室的核心和灵魂。” ——伊丽莎白·桑德,密室设计师兼产品经理说道。

我们强烈推荐你去Palace Games(https://palace-games.com/)玩一个密室。这是一种很好的团建方式,可以让你了解和你一起工作的人。最后感谢Palace Games团队对我们的接待,希望不久以后能再回去探索他们的密室!

为避免重新洗衣服而做的降雨报警机

没有什么比刚晾干的衣服更舒服了,除非一场突如其来的阵雨把一切都毁了。

从一名家庭成员那里听到:“下雨了!”,然后紧接着是楼梯上雷鸣般的脚步声。

这样的话太惨了。

想要拯救你最好的周日时光,免于再一次去洗衣房的痛苦吗?

看看这个小东西。

当雨点开始时,这个简单的设备就会在你的手机检测到雨点时发出警报。不需要焊接,只需要几根电缆。借助低功耗电路板和WiFi,我们能做出一个基于Raspberry Pi Zero W的完美项目。

测雨器需要的组件:

2个雨水传感器板和一个控制器
面包板
充电宝
密封小食品容器
跳线
树莓派 Zero w

核心代码:

from gpiozero import DigitalInputDevice
from time import sleep
import http.client, urllib.parse

# Some setup first:
APP_TOKEN = ‘YOUR_PUSHOVER_APP_TOKEN’ # The app token – required for Pushover
USER_TOKEN = ‘YOUR_PUSHOVER_USER_TOKEN’ # Ths user token – required for Pushover

# Set up our digital input and assume it’s not currently raining
rainSensor = DigitalInputDevice(17)
dryLastCheck = True

# Send the pushover alert
def pushover(message):
print(message)
conn = http.client.HTTPSConnection(“api.pushover.net:443”)
conn.request(“POST”, “/1/messages.json”,
urllib.parse.urlencode({
“token”: APP_TOKEN, # Insert app token here
“user”: USER_TOKEN, # Insert user token here
“title”: “Rain Detector”,
“message”: message,
}), { “Content-type”: “application/x-www-form-urlencoded” })
conn.getresponse()

# Loop forever
while True:

# Get the current reading
dryNow = rainSensor.value
print(“Sensor says: ” + str(dryNow))

if dryLastCheck and not dryNow:

pushover(“It’s Raining!”)

elif not dryLastCheck and dryNow:

pushover(“Yay, no more rain!”)

# Remember what the reading was for next check
dryLastCheck = dryNow

# Wait a bit
sleep(5)

在做其他事情之前,在SD卡上安装一个Raspbian Stretch Lite(我们不需要桌面),然后插入到Pi中。确保已启用SSH访问。执行sudo apt更新和升级的常规程序,然后重启,检查SSH连接,然后关机。

将传感器安装到盖子上:

你可以使用任意数量的传感器,但是两个就可以了。用保温层或管道胶带将两块板固定在盖子上。

注:3d打印外壳图片(STL文件可从这里得到)。

需要连接两对跳线;每个传感器板一个,极性无关紧要。电缆的另一端必须穿入容器内,所以在适当的地方尽可能地挖一个小洞,这样电线才能通过,从而减少水进入的机会。

将传感器连接到控制器

为了让树莓派明白发生了什么,一个小的控制板(与传感器一起提供)是必需的。这就把被水短路的小电流转换成数字信号。利用面包板,将传感器上的两对导线并联起来(这样两个传感器都可以构成电路),然后将控制器的接收引脚(带有两个连接器的一侧)插入到面包板上,使每个引脚与传感器上的一根导线相连。

连接控制器

为了完成我们的电路,仔细看看控制板上的四个引脚。它们将被标记为A0、D0、GND和VCC。

使用一些跳线,将控制器与Pi连接如下:

VCC到GPIO pin 2 (5v),

GND到GPIO上的任何GND(例如pin 6),

D0到GPIO 17 (pin 11)。

D0和A0是传感器读取输出的两种不同方式。D0是一个直接的数字开关,阈值由板子上的可变电阻控制。A0是一个模拟输出(当转换为数字时),范围在0到1024之间,取决于雨的强度。

装配雨探测器

把充电宝接上树莓派,然后放进容器。理想情况下,东西不应该移动,所以要用胶带或大头针把所有东西都固定好。

你现在应该可以把所有东西都密封在容器里了,连接传感器板的电线不会被挤压或变形。一旦你高兴,打开它并连接电源,然后再次关闭它并检查你的连接。确保充电宝能给树莓派至少几个小时的电力。

检测软件

在这个特性的末尾添加脚本,并将其保存为rainbot.py(或从GitHub下载)到一个方便的位置,比如~/pi/rainbot。一旦就位,通过运行python3 ~/pi/rainbot/rainbo.py来执行一个初始测试。你应该每五秒钟就会看到一个读数:

如果是干的,是“真”;如果是湿的,是“假”。按CTRL+C停止脚本。

Pushover:在你的手机上获取降雨警报

为了获得提醒,我们将使用Pushover,这是一个向智能手机推送消息的服务(有七天的免费试用)。

注册pushover.net后,你将看到一个“用户密钥”,把这个复印一份。按照说明创建一个“应用程序令牌”。

编辑脚本,把现有的API键值替换成你自己的(在提示的地方),然后在你的手机安装了“pushover”程序。

再次运行脚本。把其中一块感应板稍微弄湿。控制器上应该亮一盏灯。如果一切正常,几秒钟后你的手机就会显示一个警报。

自动运行雨探测器

让我们设置脚本在启动时运行。 作为超级用户创建以下文件:

sudo nano /lib/systemd/system/rainbot.service
填入:

[Unit]
Description=Rainbot
After=multi-user.target

[Service]
Type=idle
ExecStart=/usr/bin/python3 /home/pi/rainbot/rainbot.py

[Install]
WantedBy=multi-user.target

按CTRL+X保存并退出nano。

然后输入以下命令:

sudo chmod 644 /lib/systemd/system/rainbot.service
sudo systemctl enable rainbot.service
sudo systemctl daemon-reload
重新启动树莓派。脚本将在重新启动时运行(尽管您不会看到任何输出)。再用水测试一下。

为你的雨天探测器做改进

Pushover很方便,而且可以很容易地替换为任何你喜欢的函数。检查的频率可以改变(目前是每五秒一次)。或者把模拟电路改成数字电路,然后用A0输出来测量雨下得有多大。

如果你开始记录这些数据,这对气象站项目来说也是一个很好的起步。你还可以增加一个使用后安全关闭树莓派的按钮。

编程计算加油轮次 —— 外国人是怎么省油的

我最近在开一辆烧 93 号汽油的车子。根据汽车制造商的说法,它只需要加 91 号汽油就可以了。然而,在美国只能买到 87 号、89 号、93 号汽油。而我家附近的汽油物价水平是每增加一号,每加仑就要多付 30 美分,因此如果加 93 号汽油,每加仑就要多花 60 美分。为什么不能节省一些钱呢?

一开始很简单,只需要先加满 93 号汽油,然后在油量表显示油箱半满的时候,用 89 号汽油加满,就得到一整箱 91 号汽油了。但接下来就麻烦了,剩下半箱 91 号汽油加上半箱 93 号汽油,只会变成一箱 92 号汽油,再接下来呢?如果继续算下去,只会越来越混乱。这个时候 Python 就派上用场了。

我的方案是,可以根据汽油的实时状态,不断向油箱中加入 93 号汽油或者 89 号汽油,而最终目标是使油箱内汽油的号数不低于 91。我需要做的是只是通过一些算法来判断新旧汽油混合之后的号数。使用多项式方程或许也可以解决这个问题,但如果使用 Python,好像只需要进行循环就可以了。

#!/usr/bin/env python

# octane.py

o = 93.0

newgas = 93.0 # 这个变量记录上一次加入的汽油号数

i = 1

while i < 21: # 20 次迭代 (加油次数)

    if newgas == 89.0: # 如果上一次加的是 89 号汽油,改加 93 号汽油

        newgas = 93.0

        o = newgas/2 + o/2 # 当油箱半满的时候就加油

    else: # 如果上一次加的是 93 号汽油,则改加 89 号汽油

        newgas = 89.0

        o = newgas/2 + o/2 # 当油箱半满的时候就加油

    print (str(i) + ‘: ‘+ str(o))

    i += 1

在代码中,我首先将变量 o(油箱中的当前混合汽油号数)和变量 newgas(上一次加入的汽油号数)的初始值都设为 93,然后循环 20 次,也就是分别加入 89 号汽油和 93 号汽油一共 20 次,以保持混合汽油号数稳定。

1: 91.0

2: 92.0

3: 90.5

4: 91.75

5: 90.375

6: 91.6875

7: 90.34375

8: 91.671875

9: 90.3359375

10: 91.66796875

11: 90.333984375

12: 91.6669921875

13: 90.3334960938

14: 91.6667480469

15: 90.3333740234

16: 91.6666870117

17: 90.3333435059

18: 91.6666717529

19: 90.3333358765

20: 91.6666679382

从以上数据来看,只需要 10 到 15 次循环,汽油号数就比较稳定了,也相当接近 91 号汽油的目标。这种交替混合直到稳定的现象看起来很有趣,每次交替加入同等量的不同号数汽油,都会趋于稳定。实际上,即使加入的 89 号汽油和 93 号汽油的量不同,也会趋于稳定。

因此,我尝试了不同的比例,我认为加入的 93 号汽油需要比 89 号汽油更多一点。在尽量少补充新汽油的情况下,我最终计算到的结果是 89 号汽油要在油箱大约7/12满的时候加进去,而 93 号汽油则要在油箱1/4满的时候才加进去。

我的循环将会更改成这样:

if newgas == 89.0:

    newgas = 93.0

    o = 3*newgas/4 + o/4

else:

    newgas = 89.0

    o = 5*newgas/12 + 7*o/12

以下是从第十次加油开始的混合汽油号数:

10: 92.5122272978

11: 91.0487992571

12: 92.5121998143

13: 91.048783225

14: 92.5121958062

15: 91.048780887

如你所见,这个调整会令混合汽油号数始终略高于 91。当然,我的油量表并没有 1/12 的刻度,但是 7/12 略小于 5/8,我可以近似地计算。

一个更简单地方案是每次都首先加满 93 号汽油,然后在油箱半满时加入 89 号汽油直到耗尽,这可能会是我的常规方案。就我个人而言,这种方法并不太好,有时甚至会产生一些麻烦。但对于长途旅行来说,这种方案会相对简便一些。有时我也会因为油价突然下跌而购买一些汽油,所以,这个方案是我可以考虑的一系列选项之一。

当然最重要的是:开车不写码,写码不开车!

via: https://opensource.com/article/18/10/python-gas-pump

作者:Greg Pittman 译者:HankChow 校对:wxy 编译:Linux.cn

一些实用的Python开发资料

Python是一种广泛使用的高级编程语言,由Guido van Rossum创造,第一版发布于 1991 年。Python 的设计哲学强调了代码的可读性和简洁的语法。随着物联网、大数据的兴起,越来越多的人开始研究起这门语言。

【Kaggle的免费Python教程】

Python – Learn the most important language for Data Science

https://www.kaggle.com/learn/python

英文,免费,偏向于数据科学方向。

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【廖雪峰的Python3教程】

https://www.liaoxuefeng.com/wiki

/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000

中文,免费,零起点,完整示例,基于最新的Python 3版本。

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【Python轻量级Web框架Flask教程】

http://flask.pocoo.org/docs/1.0/

英文,官方,零起点。

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【Python 资源大全中文版】

https://github.com/jobbole/awesome-python-cn

我想很多程序员应该记得 GitHub 上有一个 Awesome – XXX 系列的资源整理。awesome-python 是 vinta 发起维护的 Python 资源列表,内容包括:Web 框架、网络爬虫、网络内容提取、模板引擎、数据库、数据可视化、图片处理、文本处理、自然语言处理、机器学习、日志、代码分析等。由伯乐在线持续更新。

Awesome 系列虽然挺全,但基本只对收录的资源做了极为简要的介绍,如果有更详细的中文介绍,对相应开发者的帮助会更大。这也是我们发起这个开源项目的初衷。

用树莓派构建一个婴儿监视器

香港很湿热,即便是晚上,许多人为了更舒适,在家里也使用空调。当我的大儿子还是一个小婴儿的时候,他卧室的空调还是需要手动控制的,没有温度自动调节的功能。它的控制器只有开或者关,让空调整个晚上持续运行会导致房间过冷,并且也浪费能源和钱。

我决定使用一个基于树莓派的物联网解决方案去修复这个问题。后来我进一步为它添加了一个婴儿监视器插件。在这篇文章中,我将解释我是如何做的,它的代码在 我的 GitHub 页面上。

设计空调控制器

解决我的问题的第一个部分是使用了一个 Orvibo S20 可通过 WiFi 连接的智能插头和智能手机应用程序。虽然这样可以让我通过远程来控制空调,但是它还是手动处理的,而我希望尝试让它自动化。我在 Instructables 上找到了一个满足我的需求的项目:他使用树莓派从一个AM2302 传感器上测量附近的温度和湿度,并将它们记录到一个 MySQL 数据库中。

使用压接头将温度/湿度传感器连接到树莓派的相应 GPIO 针脚上。幸运的是,AM2302 传感器有一个用于读取的 开源软件,并且同时提供了 Python 示例。

与我的项目放在一起的用于 AM2302 传感器 接口的软件已经更新了,并且我使用的原始代码现在应该已经过时了,停止维护了。这个代码是由一个小的二进制组成,用于连接到传感器以及解释读取并返回正确值的 Python 脚本。

将传感器连接到树莓派,这些 Python 代码能够正确地返回温度和湿度读数。将 Python 连接到 MySQL 数据库很简单,并且也有大量的使用 python-mysql 绑定的代码示例。因为我需要持续地监视温度和湿度,所以我写软件来实现这些。

事实上,最终我用了两个解决方案,一是作为一个持续运行的进程,周期性(一般是间隔一分钟)地获取传感器数据,另一种是让 Python 脚本运行一次然后退出。我决定使用第二种方法,并使用 cron 去每分钟调用一次这个脚本。之所以选择这种方法的主要原因是,(通过循环实现的)持续的脚本偶尔会不返回读数,这将导致尝试读取传感器的进程出现堆积,最终可能会导致系统挂起而缺乏可用资源。

我也找到了可以用程序来控制我的智能插头的一个 Perl 脚本。它是解决这种问题所需的一部分,因此当某些温度/湿度达到触发条件,将触发这个 Perl 脚本。在做了一些测试之后,我决定去设计一个独立的 checking 脚本,从 MySQL 去拉取最新的数据,然后根据返回的值去设置智能开关为开或关。将插头控制逻辑与传感器读取脚本分开,意味着它们是各自独立运行的,就算是传感器读取脚本写的有问题也没事。

配置一个打开/关闭空调的温度值是很有意义的,因此,我将这些值转移到控制脚本读取的配置文件中。我也发现,虽然传感器的值一般都很准确,但是,偶尔也会出现返回不正确读数的情况。这个传感器脚本被修改为不向 MySQL 数据库中写入与前值差异非常大的值。同样也在配置文件中写入了连续读取的温度/湿度之间允许的最大差异值,如果读取的值处于这些限制值以外,这些值写不会提交到数据库中。

虽然,做这个自动调节器似乎花费了很多努力,但是,这意味着,记录到 MySQL 数据库的数据是有效的、可用于进一步去分析识别用户使用模式的有用数据。可以用多种图形方式去展示来自 MySQL 数据库中的数据,而我决定使用 Google Chart 在一个 Web 页面上显示数据。

添加一个婴儿监视摄像头

树莓派开放的性能意味着我可以不断地为它增加功能 —— 并且我有大量的未使用的可用 GPIO 针脚。我的下一个创意是去添加一个摄像头模块,将它放在孩子的卧室中,配置它去监视婴儿。

我需要一个能够在黑暗环境中工作的摄像头,而 Pi Noir 摄像头模块是非常适合这种条件的。Pi Noir 除了没有红外过滤之外,同样也是树莓派常用的摄像头模块。这意味着它在白天时的图像可能有点偏紫色,但是它可以在黑暗中借助红外灯来显示图像。

现在我需要一个红外光源。由于树莓派非常流行,并且进入门槛很低,因此它有大量的外围配件和插件。也有适合它的各种红外光源,我注意到的其中一个是 Bright Pi。它可以从树莓派上供电,并且它很适合为树莓派的摄像头模块提供红外光和普通光。它唯一的缺点是太考验我的焊接技能了。

我的焊接技能还是不错的,但是可能花费的时间比其他人更长。我成功地连接了外壳上所有的红外 LEDs,并将它们连接到树莓派的 GPIO 针脚上。这意味着树莓派能够编程控制红外 LED 是否点亮,以及它的亮度。

通过一个 Web 流去公开捕获的视频也很有意义,因为这样我就可以从 Web 页面上查看温度和湿度的读数图表。进一步研究之后,我选择了一个使用 M-JPEG 捕获器的 流软件。通过 Web 页面公开 JPG 源,我可以在我的智能手机上去连接摄像头查看程序,去查看摄像头的输出。

做最后的修饰

没有哪个树莓派项目都已经完成了还没有为它选择一个合适的外壳,并且它有各种零件。在大量搜索和比较之后,有了一个显然的 赢家:SmartPi 的乐高积木式外壳。乐高的兼容性可以让我去安装温度/湿度传感器和摄像头。下面是最终的成果图:

在这以后,我对我的这个作品作了一些改变和更新:

    • 我将它从树莓派 2 Model B 升级到了树莓派 3,这意味着我可以使用 USB WiFi 模块。
    • 我用一个 TP-Link HS110 智能插头替换了 Orvibo S20。
    • 我也将树莓派插到了一个智能插头上,这样我就可以远程重启/重置它了。
    • 我从树莓派上将 MySQL 数据库移走了,它现在运行在一个 NAS 设备上的容器中。
    • 我增加了一个非常 灵活的三角夹,这样我就可以调整到最佳角度。
    • 我重新编译了 USB WiFi 模块,禁用了板载 LED 指示灯,这就是升级到树莓派 3 的其中一个好处。
    • 我因此为我的第二个孩子设计了另外一个监视器。
    • 因为没有时间去折腾,我为我的第三个孩子购买了夜用摄像头。

想学习更多的东西吗?所有的代码都在 我的 GitHub 页面上。

(https://github.com/jervine/rpi-temp-humid-monitor)

想分享你的树莓派项目吗?将你的故事和创意发送给我们。

via: https://opensource.com/article/18/3/build-baby-monitor-raspberry-pi
作者:Jonathan Ervine 译者:qhwdw 校对:wxy 来自:Linux中国

Python 推出新一代 PyPI 发布站点 —— Warehouse

PyPI 团队的成员 Sumana Harihareswara 发表博客表示,Python 已推出新的 PyPI 网站(Python 的官方第三方软件存储库),浏览器流量和 API 调用(包括”pip install”)已从旧版 pypi.python.org 重定向到新网站,而旧的 PyPI 网站将于 4 月 30 日关闭。

不过现在旧的代码库在 https://legacy.pypi.org 上仍然可用。

目前,权威的 PyPI(Python Package Index) 地址是:https://pypi.org/,使用了新的 Warehouse 代码库。

https://pypi.org 测试版早于 3 月 26 日已提供,到 4 月 16 日正式推出,而旧的 PyPI 网站 https://legacy.pypi.org 则计划于 4 月 30 日关闭,pypi.python.org 则继续重定向至新网站。

有关更多详细信息,请参阅路线图:https://wiki.python.org/psf/WarehouseRoadmap

如果你仍在使用 pypi.python.org,现在开始应该迁移至使用 pypi.org,迁移指南:https://warehouse.readthedocs.io/api-reference/integration-guide/#migrating-to-the-new-pypi