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贪食蛇大作战

sky007 | 初级技师 | 创造力： | 帖子： | 发消息 | 串个门 | 加好友 | 打招呼
2023-6-7 16:52:28 [显示全部楼层]
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贪食蛇大作战

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本帖最后由 sky007 于 2023-6-8 22:44 编辑

贪食蛇大作战


      很高兴参加Beetle ESP32-C3试用活动，这个小项目用到了DF的C3模组以及自己打了2812灯板PCB，与小欧机器人平台（http://www.ovorobot.com）结合，利用MQTT平台（www.emqx.com），实现了贪食蛇蛇对战的场景。之前，是考虑做激光对战小车的平台，但后来想，还是先做这个2812灯板的小项目来验证一下，一方面可以利用一下之前让ChartGPT写的贪食蛇程序，另一方面，也积累一下MQTT通信的学习。

      这个项目的总体思路是：两个控制器的C3模运行并订阅MQTT主题，小欧机器人的APP作为裁判员，向MQTT主题发起游戏开启指令，控制器收到指令后分别进行各自的贪食蛇游戏，当控制器吃到果实后，会告诉小欧机器人APP，它会播报实况信息。如果有一方碰到边沿后，游戏失败，控制器会发消息到MQTT主题，小欧机器人APP会宣布比赛结果，播放图片和音效。

      可以参考以下流程图，进行初步了解。
贪食蛇大作战图1


      如果以上描述还是不够清晰，可以看看B站的这个视频——贪食蛇大作战

（https://www.bilibili.com/video/BV1Ks4y1v71o?buvid=XX25F532A443BEBBE5990166D0CFF4DA69DA3&is_story_h5=false&mid=lJ9bKaN2CiRRy3cz%2BxrEKg%3D%3D&plat_id=240&share_from=ugc&share_medium=android&share_plat=android&share_source=WEIXIN&share_tag=s_i×tamp=1686188472&unique_k=xJq7RHr&up_id=142708284）
      下面，我来介绍一下，这个项目是如何实现的，我将分Beetle ESP32-C3简介、小欧机器人平台简介、MQTT平台简介，PCB平台简介，代码解析这5个部分来说明，希望可以把我的想法描述清楚。

一、Beetle ESP32-C3简介       啥也不用多说，官方资料都在这里https://wiki.dfrobot.com.cn/_SKU_DFR0868_Beetle_ESP32_C3，特别小巧的一个模组，可以做特别小巧的作品。很不幸，由于操作不慎，被我烧了一块，怪心疼的。

贪食蛇大作战图4


贪食蛇大作战图3

二、小欧机器人平台简介

      小欧是个很强大的在线编程平台http://www.ovorobot.com/index.html，我的理解，简单点来说，就是把手机作为单片机，利用手机的摄像头、散光灯、扬声器、显示屏、触摸屏、光线传感器、加速度传感器等等作为编程用的传感器，也可以调用网络图片、声音，也可以调用各种API，直接让小欧来使用，他甚至还是一台服务器，在线编程后可以实现各种你想要的功能。关键是开发者叶老师还对所有相关的内容，建立了知识树（小欧知识树：http://atom.ovorobot.com/index.php）可以方便的检索到要学习的内容和示例代码，而且在不断丰富，非常强大，非常方便，有兴趣可以试一下。

贪食蛇大作战图2


三、MQTT平台简介
      这个平台https://www.emqx.com/用起来还是很方便的。不用关注服务器端的情况，公共账号也能用。只要在程序里嵌入代码就可以。只要有网络，无论在哪里，都可以方便的控制。

micropython这么设置：
贪食蛇大作战图5

小欧图形化这么设置
贪食蛇大作战图6



四、PCB平台简介
      嘉立创EDAhttps://lceda.cn/，每月2张免费包邮优惠券，只要你会画简单的电路图，这个羊毛可以薅。
贪食蛇大作战图7贪食蛇大作战图8

五、代码解析
      
      1、控制器A
  1. '''

  2. 实验名称：小欧MQTT贪食蛇大作战

  3. 版本：v1.0

  4. 日期：2023.6

  5. 改编：sky

  6. 说明：编程实现MQTT通信，小欧宣布贪食蛇大作战开始后，2个控制器分别开始自己的游戏，吃到果实，小欧就播报，若一方超出边界，即为失败，小欧宣布比赛结果

  7. 注意：上传程序时应对应相应的CLIENT_ID，控制器A是sky，控制器B是lucy

  8. 小欧程序地址：http://www.ovorobot.com/blockly/blockly.html#-7La73tLfUyNsZpZcgJJYFnRVDNPWIxYzE3K

  9. '''

  10. import network,time                   #导入网络和时间

  11. from simple import MQTTClient         #导入MQTT板块

  12. from machine import Pin               #导入引脚

  13. import random                         #导入随机数            

  14. from neopixel import NeoPixel         #导入2812彩灯

  15. import _thread

  16. 

  17. # 定义输出管脚

  18. pin = Pin(3, Pin.OUT)

  19. 

  20. # 定义灯带参数

  21. pixels = NeoPixel(pin, 45)

  22. 

  23. #定义输入管脚

  24. UP= Pin(1, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

  25. DOWN= Pin(2, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

  26. LEFT= Pin(21, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

  27. RIGHT= Pin(20, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

  28. 

  29. # 定义蛇的初始位置、长度、方向和颜色

  30. snake_pos = [(2,3), (2,2), (2,1)]           #初始化蛇的位置，头向右【坐标点(y，x），坐标x=0~8，y=0~4】

  31. snake_len = 3                               #初始化蛇的长度，3

  32. snake_direction = 'right'                   #初始化蛇的方向，向右

  33. snake_color = (10,0,0)                      #设定蛇的颜色

  34. 

  35. # 定义食物的初始位置和颜色

  36. food_pos = (random.randint(0, 4), random.randint(0, 8))            #设定果实的位置

  37. food_color =  (0,10,0)                                             #设定果实的颜色

  38. 

  39. # 初始清除灯带

  40. pixels.fill((0,0,0))

  41. pixels.write() 

  42. 

  43. #WIFI连接函数

  44. def WIFI_Connect():

  45. 

  46.     WIFI_LED=Pin(10, Pin.OUT) #初始化WIFI指示灯

  47. 

  48.     wlan = network.WLAN(network.STA_IF) #STA模式

  49.     wlan.active(True)                   #激活接口

  50.     start_time=time.time()              #记录时间做超时判断

  51. 

  52.     if not wlan.isconnected():

  53.         print('connecting to network...')

  54.         wlan.connect('XXXXXX', 'YYYYYY') #输入WIFI账号密码

  55. 

  56.         while not wlan.isconnected():

  57. 

  58.             #LED闪烁提示

  59.             WIFI_LED.value(1)

  60.             time.sleep_ms(300)

  61.             WIFI_LED.value(0)

  62.             time.sleep_ms(300)

  63. 

  64.             #超时判断,15秒没连接成功判定为超时

  65.             if time.time()-start_time > 15 :

  66.                 print('WIFI Connected Timeout!')

  67.                 wlan.active(False) #反激活WiFi

  68.                 break

  69. 

  70.     if wlan.isconnected():

  71.         #LED点亮

  72.         WIFI_LED.value(1)

  73. 

  74.         #串口打印信息

  75.         print('network information:', wlan.ifconfig())

  76.         return True

  77. 

  78.     else:

  79.         return False

  80.     

  81. #MQTT发布数据任务

  82. def MQTT_Send(TOPIC2,msg):

  83.     client.publish(TOPIC2, CLIENT_ID+msg)

  84.     print(CLIENT_ID+msg)

  85. 

  86.     

  87. #接收数据任务

  88. def MQTT_Rev(TOPIC1, msg):

  89.     global START

  90.     print(TOPIC1, msg)

  91.     if msg==b'lucylose':                                             #收到胜利的消息                             

  92.         win()                                             

  93.     if msg==b'start':                                              #收到开始比赛的消息

  94.         START=True

  95.         

  96.             

  97. #执行WIFI连接函数并判断是否已经连接成功

  98. if WIFI_Connect():

  99.     SERVER = 'broker.emqx.io'                     # MQTT服务器地址

  100.     PORT = 1883                                          # MQTT服务器端口

  101.     CLIENT_ID = 'sky'                                   # 客户端ID

  102.     TOPIC1 = 'ovosend'                               # 小欧发送消息TOPIC名称

  103.     TOPIC2 = 'ovoreceive'                            # 小欧接收消息TOPIC名称

  104.     client = MQTTClient(CLIENT_ID, SERVER, PORT)  # 实例化客户端

  105.     client.set_callback(MQTT_Rev)                 #配置回调函数，将反馈

  106.     client.connect()                                        #链接网络

  107.     client.subscribe(TOPIC1)                          #订阅主题

  108.                           

  109.  

  110.     

  111. #定义失败灯效，并发送失败消息

  112. def lose():

  113.     pixels.fill((10,10,10))

  114.     pixels.write()

  115.     MQTT_Send(TOPIC2,'lose')

  116. 

  117. #定义胜利灯效

  118. def win():

  119.     pixels.fill((10,0,0))

  120.     pixels.write()

  121. 

  122. START=False

  123. 

  124. #贪食蛇主程序

  125. while True:

  126.     

  127.       client.check_msg()                                               #调用MQTT_Send()函数，接收信息，并返回msg的值

  128.       

  129.       while START:

  130.             # 绘制蛇和食物

  131.             pixels.fill((0,0,0))

  132.             pixels.write() 

  133.             for pos in snake_pos:                                    #snake_pos蛇的位置

  134.                 pixels[pos[0]*9+pos[1]] = snake_color

  135.             pixels[food_pos[0]*9+food_pos[1]] = food_color           #food_pos食物的位置

  136.             pixels.write()

  137.             # 检测按键操作

  138.             if snake_direction == 'right':

  139.                 next_pos = (snake_pos[0][0], snake_pos[0][1]+1)          #最右边的点，y不变，x+1

  140.             elif snake_direction == 'left':

  141.                 next_pos = (snake_pos[0][0], snake_pos[0][1]-1)          #最右边的点，y不变，x-1

  142.             elif snake_direction == 'up':

  143.                 next_pos = (snake_pos[0][0]-1, snake_pos[0][1])          #最右边的点，y-1，x不变

  144.             elif snake_direction == 'down':

  145.                 next_pos = (snake_pos[0][0]+1, snake_pos[0][1])          #最右边的点，y+1，x不变

  146.                 

  147.             #按键操作后，碰到边沿

  148.             if next_pos[0]<0 or next_pos[0]>4 or next_pos[1]<0 or next_pos[1]>8 or next_pos in snake_pos:

  149.                 #添加生成音效

  150.                 lose()

  151.                 START=False

  152.                 continue

  153.             

  154.             #按键操作后，未碰到边沿

  155.             snake_pos.insert(0, next_pos)                                            #插入蛇的新坐标next_pos，位置插在index=0的前面

  156. 

  157.             if next_pos == food_pos:

  158.                 MQTT_Send(TOPIC2,'ate')                                           #发送控制器CLIENT_ID吃到果实的消息

  159.                 

  160.                 snake_len += 1                                                       #吃到了食物，蛇长度加一，重新生成食物                

  161.                 food_pos = (random.randint(0, 4), random.randint(0, 8))              #随机生成新的果实    

  162.             else:

  163.                 snake_pos.pop()                                                      #没有吃到果实，蛇的身体就把最后一个元素删除。刚才在头部增加一个元素，现在减少一个元素，这样就实现了移动的效果。

  164.             time.sleep(0.5)

  165. 

  166.             # 检测按键操作

  167.             if LEFT.value()==0:

  168.                 snake_direction = 'left'

  169.                 time.sleep(0.3)

  170.             elif RIGHT.value()==0:

  171.                 snake_direction = 'right'

  172.                 time.sleep(0.3)

  173.             elif UP.value()==0:

  174.                 snake_direction = 'up'

  175.                 time.sleep(0.3)

  176.             elif DOWN.value()==0:

  177.                 snake_direction = 'down'

  178.                 time.sleep(0.3)

  179.             print(snake_direction)

  180.     

复制代码


    2、控制器B
  1. '''

  2. 实验名称：小欧MQTT贪食蛇大作战

  3. 版本：v1.0

  4. 日期：2023.6

  5. 改编：sky

  6. 说明：编程实现MQTT通信，小欧宣布贪食蛇大作战开始后，2个控制器分别开始自己的游戏，吃到果实，小欧就播报，若一方超出边界，即为失败，小欧宣布比赛结果

  7. 注意：上传程序时应对应相应的CLIENT_ID，控制器A是sky，控制器B是lucy

  8. 小欧程序地址：http://www.ovorobot.com/blockly/blockly.html#-7La73tLfUyNsZpZcgJJYFnRVDNPWIxYzE3K

  9. '''

  10. import network,time                   #导入网络和时间

  11. from simple import MQTTClient         #导入MQTT板块

  12. from machine import Pin               #导入引脚

  13. import random                         #导入随机数            

  14. from neopixel import NeoPixel         #导入2812彩灯

  15. import _thread

  16. 

  17. # 定义输出管脚

  18. pin = Pin(3, Pin.OUT)

  19. 

  20. # 定义灯带参数

  21. pixels = NeoPixel(pin, 45)

  22. 

  23. #定义输入管脚

  24. UP= Pin(1, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

  25. DOWN= Pin(2, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

  26. LEFT= Pin(21, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

  27. RIGHT= Pin(20, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

  28. 

  29. # 定义蛇的初始位置、长度、方向和颜色

  30. snake_pos = [(2,3), (2,2), (2,1)]           #初始化蛇的位置，头向右【坐标点(y，x），坐标x=0~8，y=0~4】

  31. snake_len = 3                               #初始化蛇的长度，3

  32. snake_direction = 'right'                   #初始化蛇的方向，向右

  33. snake_color = (10,0,0)                      #设定蛇的颜色

  34. 

  35. # 定义食物的初始位置和颜色

  36. food_pos = (random.randint(0, 4), random.randint(0, 8))            #设定果实的位置

  37. food_color =  (0,10,0)                                             #设定果实的颜色

  38. 

  39. # 初始清除灯带

  40. pixels.fill((0,0,0))

  41. pixels.write() 

  42. 

  43. #WIFI连接函数

  44. def WIFI_Connect():

  45. 

  46.     WIFI_LED=Pin(10, Pin.OUT) #初始化WIFI指示灯

  47. 

  48.     wlan = network.WLAN(network.STA_IF) #STA模式

  49.     wlan.active(True)                   #激活接口

  50.     start_time=time.time()              #记录时间做超时判断

  51. 

  52.     if not wlan.isconnected():

  53.         print('connecting to network...')

  54.         wlan.connect('XXXXXX', 'YYYYYY') #输入WIFI账号密码

  55. 

  56.         while not wlan.isconnected():

  57. 

  58.             #LED闪烁提示

  59.             WIFI_LED.value(1)

  60.             time.sleep_ms(300)

  61.             WIFI_LED.value(0)

  62.             time.sleep_ms(300)

  63. 

  64.             #超时判断,15秒没连接成功判定为超时

  65.             if time.time()-start_time > 15 :

  66.                 print('WIFI Connected Timeout!')

  67.                 wlan.active(False) #反激活WiFi

  68.                 break

  69. 

  70.     if wlan.isconnected():

  71.         #LED点亮

  72.         WIFI_LED.value(1)

  73. 

  74.         #串口打印信息

  75.         print('network information:', wlan.ifconfig())

  76.         return True

  77. 

  78.     else:

  79.         return False

  80.     

  81. #MQTT发布数据任务

  82. def MQTT_Send(TOPIC2,msg):

  83.     client.publish(TOPIC2, CLIENT_ID+msg)

  84.     print(CLIENT_ID+msg)

  85. 

  86.     

  87. #接收数据任务

  88. def MQTT_Rev(TOPIC1, msg):

  89.     global START

  90.     print(TOPIC1, msg)

  91.     if msg==b'skylose':                                             #收到胜利的消息                             

  92.         win()                                             

  93.     if msg==b'start':                                              #收到开始比赛的消息

  94.         START=True

  95.         

  96.             

  97. #执行WIFI连接函数并判断是否已经连接成功

  98. if WIFI_Connect():

  99.     # 设置播放音效

  100.     SERVER = 'broker.emqx.io'                     # MQTT服务器地址

  101.     PORT = 1883                                   # MQTT服务器端口

  102.     CLIENT_ID = 'lucy'                             # 客户端ID

  103.     TOPIC1 = 'ovosend'                           # 小欧发送消息TOPIC名称

  104.     TOPIC2 = 'ovoreceive'                         # 小欧接收消息TOPIC名称

  105.     client = MQTTClient(CLIENT_ID, SERVER, PORT)  # 实例化客户端

  106.     client.set_callback(MQTT_Rev)                 #配置回调函数，将反馈

  107.     client.connect()    

  108.     client.subscribe(TOPIC1)                      #订阅主题

  109.                           

  110.  

  111.     

  112. #定义失败灯效，并发送失败消息

  113. def lose():

  114.     pixels.fill((10,10,10))

  115.     pixels.write()

  116.     MQTT_Send(TOPIC2,'lose')

  117. 

  118. #定义胜利灯效

  119. def win():

  120.     pixels.fill((10,0,0))

  121.     pixels.write()

  122. 

  123. START=False

  124. 

  125. #贪食蛇主程序

  126. while True:

  127.     

  128.       client.check_msg()                                               #调用MQTT_Send()函数，接收信息，并返回msg的值

  129.       

  130.       while START:

  131.             # 绘制蛇和食物

  132.             pixels.fill((0,0,0))

  133.             pixels.write() 

  134.             for pos in snake_pos:                                    #snake_pos蛇的位置

  135.                 pixels[pos[0]*9+pos[1]] = snake_color

  136.             pixels[food_pos[0]*9+food_pos[1]] = food_color           #food_pos食物的位置

  137.             pixels.write()

  138.             # 检测按键操作

  139.             if snake_direction == 'right':

  140.                 next_pos = (snake_pos[0][0], snake_pos[0][1]+1)          #最右边的点，y不变，x+1

  141.             elif snake_direction == 'left':

  142.                 next_pos = (snake_pos[0][0], snake_pos[0][1]-1)          #最右边的点，y不变，x-1

  143.             elif snake_direction == 'up':

  144.                 next_pos = (snake_pos[0][0]-1, snake_pos[0][1])          #最右边的点，y-1，x不变

  145.             elif snake_direction == 'down':

  146.                 next_pos = (snake_pos[0][0]+1, snake_pos[0][1])          #最右边的点，y+1，x不变

  147.                 

  148.             #按键操作后，碰到边沿

  149.             if next_pos[0]<0 or next_pos[0]>4 or next_pos[1]<0 or next_pos[1]>8 or next_pos in snake_pos:

  150.                 #添加生成音效

  151.                 lose()

  152.                 START=False

  153.                 continue

  154.             

  155.             #按键操作后，未碰到边沿

  156.             snake_pos.insert(0, next_pos)                                            #插入蛇的新坐标next_pos，位置插在index=0的前面

  157. 

  158.             if next_pos == food_pos:

  159.                 MQTT_Send(TOPIC2,'ate')                                           #发送控制器CLIENT_ID吃到果实的消息

  160.                 

  161.                 snake_len += 1                                                       #吃到了食物，蛇长度加一，重新生成食物                

  162.                 food_pos = (random.randint(0, 4), random.randint(0, 8))              #随机生成新的果实    

  163.             else:

  164.                 snake_pos.pop()                                                      #没有吃到果实，蛇的身体就把最后一个元素删除。刚才在头部增加一个元素，现在减少一个元素，这样就实现了移动的效果。

  165.             time.sleep(0.5)

  166. 

  167.             # 检测按键操作

  168.             if LEFT.value()==0:

  169.                 snake_direction = 'left'

  170.                 time.sleep(0.3)

  171.             elif RIGHT.value()==0:

  172.                 snake_direction = 'right'

  173.                 time.sleep(0.3)

  174.             elif UP.value()==0:

  175.                 snake_direction = 'up'

  176.                 time.sleep(0.3)

  177.             elif DOWN.value()==0:

  178.                 snake_direction = 'down'

  179.                 time.sleep(0.3)

  180.             print(snake_direction)

  181.     

复制代码


      3、小欧机器人
  1. http://www.ovorobot.com/blockly/blockly.html#-lWuq8T4AVcrqW50Mtycgp2jFnvrgUEmJk8g
复制代码



      目前，这个项目还没有很完善，PCB还没最终完成，无源蜂鸣器需要加上去，那样联网成功、吃到果实都可以在本地发出提示音，后面再完善。另外，PCB是裸露的，需要打印个外壳，把板子包裹起来，手感会好很多。还有，利用这个控制器，还可以做其他的小项目，比如小欧MIDI，来作为乐器也是不错的，还可以做一个猫抓老鼠的互动游戏，好像也挺好玩……

      但是，先告一段落，以后再折腾吧，先得把MQTT激光对战小车捣腾起来。






贪食蛇
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精彩评论(4)

三春牛-创客  初级技神

发表于 2023-6-9 14:57:44

厉害厉害
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三春牛-创客  初级技神

发表于 2023-6-9 14:59:11

贪吃蛇和MQTT的完美结合！
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花生编程  中级技匠

发表于 2023-7-18 21:44:14

很棒的项目！赞！
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花生编程  中级技匠

发表于 2023-7-18 21:45:44

有MQTT好评！
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