1.10. “请保持距离”——接近感知

2020年初爆发的“新冠肺炎(COVID-19)”疫情，全球逾600万人感染此病，近40万人因被感染而罹难。从此我们不仅佩戴口罩出行，遇到任何陌生人时都 刻意保持距离，人与人之间近距离接触是此疫情蔓延的主要传播途径。为了防止陌生人考自己太近，我们需要给自己的衣服上增加一些装置，检测与他人的 距离，当我们的距离过近时，此装置能给我们报警提醒大家“请保持距离”。

BlueFi的集成光学传感器能够实现这一功能。

1.10.1. 接近感知的(光学)传感器

这一节的第一个示例仍然是采用Screen类中多行文本显示子类将接近传感器的数值显示在屏幕上，我们先观察手与传感器之间距离和接近传感器输出的数值 之间关系。示例代码如下：

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  import time
  from hiibot_bluefi.sensors import Sensors
  from hiibot_bluefi.screen import Screen
  sensor = Sensors()
  screen = Screen()
  show_data = screen.simple_text_display(title="BlueFi Light sensor", title_scale=1, text_scale=2)
  while True:
      pv = sensor.proximity
      show_data[3].text = "Proximity: {}".format(pv)
      show_data.show()
      time.sleep(0.1)

将本示例程序保存到BlueFi的/CIRCUITPY/code.py文件，BlueFi在运行程序期间，用手慢慢靠近B按钮旁边的集成光学传感器，观察

示例代码分析：

  • 第1行，导入一个Python内建的模块“time”
  • 第2行，从“/CIRCUITPY/lib/hiibot_bluefi/sensors.py”模块中导入一个名叫“Sensors”的类
  • 第3行，从“/CIRCUITPY/lib/hiibot_bluefi/screen.py”模块中导入一个名叫“Screen”的类
  • 第4行，将导入的“Sensors”类实例化为一个实体对象，名叫“sensor”
  • 第5行，将导入的“Screen”类实例化为一个实体对象，名叫“screen”
  • 第6行，定义一个名叫“show_data”的Screen类的多行文本显示子类，设置文本显示的标题为“BlueFi Light sensor”，标题字体放大1倍，文本字体放大2倍
  • 第7行，一个无穷循环的程序块
  • 第8行(无穷循环程序块的第1行)，定义一个变量名叫“pv”并将sensor的proximity属性值(即接近度)赋给该变量
  • 第9行(无穷循环程序块的第2行)，设置多行文本显示子类的第3行的文本内容为变量pv的格式化字符串
  • 第10行(无穷循环程序块的第3行)，更新多行文本显示
  • 第11行(无穷循环程序块的第4行)，执行time的sleep方法，参数为0.1秒

请你把手与传感器之间距离-sensor.proximity(传感器感知到的接近度)之间的关系列表记录下来。从记录数据明显可以看出，sensor.proximity变化 和手-传感器之间距离几乎没有线性关系。换句话数，BlueFi的集成光学传感器中的接近度感知并不等同于测距传感器，譬如飞秒激光测距、超声波测距、红外 测距等传感器都能给出目标物体和传感器之间的准确距离。请你将自己记录的数据和手-传感器之间的距离关系绘制成一张图，我们就能明显地看出他们不是线性 关系。但是，我们仍能确定一个基本的规律：目标物体与传感器的距离越近，sensor.proximity的值越大，最大值是255。

事实上，接近度传感器的正确用法是，设置一个接近度阈值，当接近传感器输出的数值大于设定的阈值时，代表目标物体与传感器的距离过小，产生警报或提示 信息即可。

1.10.2. 请保持距离

下面我们使用设置阈值，当接近度大于设定阈值时，屏幕上显示“Keep the distance”信息提示，5颗RGB像素灯珠显示红色，并用喇叭发出警告提示音。 示例代码如下：

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  import time
  from hiibot_bluefi.basedio import NeoPixel
  from hiibot_bluefi.soundio import SoundOut
  from hiibot_bluefi.sensors import Sensors
  from hiibot_bluefi.screen import Screen
  sensor = Sensors()
  screen = Screen()
  spk = SoundOut()
  spk.enable = 1
  pixels = NeoPixel()
  pixels.brightness = 0.1
  pixels.clearPixels()
  show_data = screen.simple_text_display(title="BlueFi Light sensor", title_scale=1, text_scale=2)
  while True:
      pv = sensor.proximity
      if pv<1:
          show_data[3].text = ""
          pixels.clearPixels()
      else:
          show_data[3].text = "Keep the distance!"
          show_data[3].color = screen.RED
          pixels.fillPixels((255,0,0))
          spk.play_midi(60, 16)
      show_data.show()
      time.sleep(0.1)

为了更好理解本示例程序，我们将示例程序保存到BlueFi的/CIRCUITPY/code.py文件中，BlueFi执行示例程序期间，我们用手靠近BlueFi的集成光学 传感器，你会听到急促的提示音，5颗全红色的警示灯亮起，LCD屏幕上也有相应的红色文字提示“Keep the distance!”。效果如下图：

../../_static/images/bluefi_basics/sensor_proximity.gif

实现本示例功能的关键程序语句是“while True:”循环程序块内的条件判断，如果sensor.proximity接近度值小于1(即等于0)则清除多行文本显示的第3行 文本内容，并关闭5颗RGB像素灯珠；否则，说明有物体接近，则让多行文本的第3行显示“Keep the distance!”且文本颜色为红色，并让5颗RGB像素灯珠显示 全红色，同时让喇叭播放第60号midi音调，并持续1/16拍。

其他程序语句都是前一个示例修改而来，不必详细赘述具体功能。

至此，你是否已经能设计一件“独特的衣服”，穿着这件衣服出门，遇到任何与你距离过近的人，都会发出声、光警示，提醒你们保持距离。

总结：

  • 接近感知和接近传感器
  • 接近度
  • 多行文本显示的数据结构
  • 文本字体的缩放
  • 穿戴设备和防疫措施
  • 本节中，你总计完成了25行代码的编写工作

重要

Sensors类的接近传感器接口

  • proximity (属性, 只读, 有效值：0~255), BlueFi的Sensors类属性, 集成光学传感器的proximity属性, 即接近度