描述

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動機

在這段保持社交距離的時期，很難找到更積極和四處走動的方法。與我上學時相比，在線課程幾乎不需要在建筑物中走動和在儲物柜中交換學習材料。在社區(qū)外散步是保持活躍和每天鍛煉的好方法，但是，有些日子可能風太大而不能在外面散步，或者可能會下雨。此外，在持續(xù)的 COVID-19 期間，留在室內(nèi)以降低傳播或感染病毒的風險變得越來越重要。

這就是為什么我們有動力開發(fā)一種有趣的方式來讓人們在室內(nèi)保持活躍和健康！MuSticks 結合了音樂和棍子的理念，讓室內(nèi)鍛煉變得實用而有趣。在這些困難時期保持健康并保持活躍很重要，我們希望 MuSticks 能夠以這種小方式幫助人們。

材料

該項目使用 Raspberry Pi Zero W、Adafruit Stereo Speaker Bonnet 和 Surface Bone Conductive Transducer 揚聲器。我們決定使用換能器，因為它具有在硬表面上轉換音頻波信號的有趣特性。我們決定使用塑料瓶，但您可以嘗試不同的材料。

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1 / 5 ? Raspberry Pi 零 W

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3D打印零件

我們決定把木棍分成三部分。

• 揚聲器支架
• 一個瓶架
• 板/電池座

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1 / 5 ? 3D 打印零件

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為了制作完整的棍子，您需要打印兩個揚聲器支架和兩個瓶架。揚聲器支架緊貼瓶架，如下所示：

揚聲器支架緊貼瓶架。

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然后使用螺釘/螺母將板/電池連接到瓶架上，如下所示

三部分連接

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邊框/電池座有兩個版本；“Battery and Board Holder.stl ”文件比BBH3.stl文件的比例略小。這種差異允許兩個持有人一起搶奪并滾動以關閉并保護內(nèi)容物。

可以關閉卷的板/電池座。

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將硬件放在一起

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1 / 3 ?揚聲器連接

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樹莓派零設置。

為了發(fā)布我們的 Web 界面，我們需要在我們的 RPi Zero W 中安裝 LDAP。您可以找到幾個網(wǎng)頁來指導您在 Raspberry Pi Zero W 中安裝 LDAP。

我們還使用以下命令安裝 mp3 實用程序 MPG123：

$ sudo apt-get install mpg123

然后按照此處的 Adafruit Speaker Bonnet for Raspberry Pi 輕松安裝中的說明進行操作。

感謝 Adafruit 的說明，我們能夠找到 SomaFM

超過 30 個獨特的收聽者支持的、無商業(yè)廣告的、地下/替代無線電廣播頻道向世界傳播。

輕松測試揚聲器并提供多種選擇是理想之選。但是，從 Web 服務運行它并不容易。

現(xiàn)在我們準備好創(chuàng)建我們的界面了。

網(wǎng)頁

安裝服務器和揚聲器后，我們使用“Bootstrap Studio”創(chuàng)建了一個簡單的 Web 界面。我們不確定是否可以上傳自動生成模板，但我們可以顯示我們對代碼所做的手動更改。

下圖是界面截圖：

從手機訪問的 Web 界面

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每個按鈕圖像都會向服務器的主頁提交一個代碼，以指示所選電臺。代碼看起來像

name="action" value="selEighties">src="assets/img/scenery/u80s-120.png" alt="DLS">
name="action" value="selDeepSpace">src="assets/img/scenery/DeepSpaceOne.gif" alt="DLS">
name="action" value="selPoptron">src="assets/img/scenery/poptron120.png" alt="DLS">
name="action" value="selMissionC">src="assets/img/scenery/missioncontrol120.jpg" alt="DLS">
name="action" value="selXmas">src="assets/img/scenery/xmasrocks120.png" alt="DLS">
name="action" value="selStop">src="assets/img/scenery/image1.jpg" alt="DLS">

請注意，value 屬性具有在 GET 命令名稱操作中發(fā)送回服務器的值。

最初的想法是接收選臺，然后批處理一個進程在后臺運行MPG123，但不可能。對于初學者，除非我們使用 sudo 命令運行 shell 進程，否則程序不會啟動。

我們嘗試執(zhí)行以下命令，其中 exec 是生成進程的 PHP 函數(shù)：

exec("nohup mpg123 http://ice1.somafm.com/u80s-128-mp3 > /dev/null 2>&1 echo $!");

但它一開始進程就崩潰了 mpg123 程序。

然后我們在命令行中使用 sudo 權限嘗試了 shell_exec，例如：

shell_exec('sudo mpg123 http://ice1.somafm.com/u80s-128-mp3 > /dev/null 2>&1  echo $!');

這有效，但需要注意的是該進程永遠不會返回到服務器，因此客戶端被卡住了，不允許它做出不同的選擇。

我們最終決定打破 Web 服務器和 MPG123 程序之間的依賴關系。

我們創(chuàng)建了一個循環(huán)運行的 bash 腳本，讀取文本命令文件的內(nèi)容并在主進程級別提交批處理作業(yè)以運行 MPG123 程序。該腳本將在下一節(jié)中解釋。

Web 服務器的工作是獲取所選站并將相應的命令代碼寫入命令文件，以便 bash 腳本可以讀取選擇并執(zhí)行該過程。

一個問題是文件訪問的并發(fā)性，我們是否可以打開它以寫入并同時讀取以執(zhí)行命令。是的，我們可以?。?！

這是服務器 PHP 程序的一部分，它從客戶端獲取選擇并將命令代碼寫入命令文件：

//Check if there is a command
if (isset($_GET["action"]))
{
   //Open file to write
   $myfile = fopen("runSelection.txt", "w");
   //Set command to stop current streaming
   fwrite($myfile, "4\n");
   //Make sure to flush buffer to file
   fclose($myfile);
   //Wait, maybe not that necessary
   sleep(1);
   //Select the next stream station
   if ($_GET["action"] == "selEighties")
   {
      $myfile = fopen("runSelection.txt", "w");
      fwrite($myfile, "3\n");
      fclose($myfile);
   }
   .
   .
   .

注意，我們首先檢查客戶端是否通過action屬性發(fā)送了一個選擇，然后我們用PHP函數(shù)fopen打開文件進行寫入，然后編寫命令代碼4，即停止當前的MPG123作業(yè)，然后我們關閉文件刷新緩沖區(qū)并允許 bash 腳本讀取和執(zhí)行此命令有一個小的延遲（可能不需要）。

接下來，如果選擇了一個站，則再次打開命令文件（fopen），寫入相應的命令，關閉文件（刷新緩沖區(qū)）并等待下一次客戶端選擇。

這個過程保證了客戶端/服務器執(zhí)行的流暢，并且沒有通過允許服務器訪問內(nèi)核進程命令而暴露任何可能的安全性。

Bash 腳本

bash 腳本具有讓項目在 Web 界面上蓬勃發(fā)展的魔力。

該腳本掃描命令文件 runSelection.txt。當客戶端請求站點時，PHP 服務器服務正在寫入此文件。

腳本循環(huán)運行，直到選擇退出命令 (2)

while [ $selection -ne 2 ]
do
    .
    .
    .
done

該腳本通過以下循環(huán)命令讀取文件的每一行（僅一行）

while read line
do
   selection="$line"
   .
   .
   .
done < runSelection.txt

然后腳本檢查選擇，如果它與之前的選擇不同，它會提交批處理文件以執(zhí)行，例如

# if current selection is not the last read then execute
if [[ $selection -eq 3 ]] && [[ $lastSel -ne $selection ]]; then
   # Prepare command to execute in the background
   cmd="mpg123 http://ice1.somafm.com/u80s-128-mp3"
   # Execute command and assign process id to variable.
   nohup $cmd > /dev/null & PID=$!
   echo "$PID"
   # Remember last selection so it does not execute again.
   lastSel=selection
   exec4=0
fi

注意腳本保留了進程id，所以當停止命令（4）進入命令文件時，它可以殺死它，如下所示：

cmd="kill $PID"
echo "$cmd"
# Kill last submitted process
nohup $cmd > /dev/null

就是這樣，bash 文件可以愉快地創(chuàng)建和刪除進程，并且 Web 服務可以不間斷地工作。

我們花了一些心思才想出解決方法，但如果您有一個想要批處理的過程，這可能是一個可能的解決方案。

最后，請注意我們選擇使用 SomaFM 播放音樂，但您可以添加 MP3 歌曲庫并享受樂趣。

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