小智拍照识图控制ESP32 S3双电机小车｜极简MCP插件教程- Makelog(造物记)

8.14

【目标任务】

这个帖子是小智语音控制ESP32 S3 双电机小车｜极简MCP插件教程- Makelog(造物记)的续集，重点在于解决前面帖子中的一个bug---前进后退左转右转时的时间限制。上一个小车可以在运动中调速度，并且立即实现，可以加上时间的精准控制，可是持续运动的功能受限。

这次我还换了小车底盘，这个底盘有两个万向轮，可以原地转圈圈如同西域的胡旋舞。

【编程环境配置】

让小智语音控制ESP32 S3点灯｜极简MCP插件教程- Makelog(造物记)

K10小智的摄像头，有拍照识图功能，所以这次不用语音了，换个新花样。

材料清单

K10小智AI X1
L298N电机驱动模块 X1
TT电机 X2
ESP32 S3开发板 X1
锂电池组合 X1
小车底盘 X1

步骤1 小车接线

关于L298N，在上个帖子中有详述。

我的小车接线：

下图中经典的中国红色电机模块给搞成了黑色。

组装好之后：

步骤2 代码编写

编程环境配置：

让小智语音控制ESP32 S3点灯｜极简MCP插件教程- Makelog(造物记)

1. 硬件控制

电机驱动：使用L298N模块控制左右两个直流电机，支持前进、后退、左转、右转和停止五种状态，通过PWM调节速度（0-255）。

引脚定义：电机使能信号（ENA/ENB）和方向控制引脚（IN1-IN4）对应Arduino的GPIO引脚。

🌐 2. 网络通信

WiFi连接：通过WiFi库连接指定热点（SSID: CMCC-QuYY），为远程控制提供网络基础。

WebSocket通信：使用WebSocketMCP库连接至远程控制平台（api.xiaozhi.me），通过Token认证建立双向通信通道。

🕹️ 3. 远程控制功能

指令解析：注册两个工具供远程调用：

car_control：执行运动指令（前进/后退/左转/右转/停止），可设定持续时间和速度。

set_speed：独立调节小车速度。

JSON协议：指令通过JSON格式传输（如{"action":"forward", "duration":1000, "speed":200}），使用ArduinoJson解析。

控制指令：

方向控制：前进、后退、左转、右转、停止。

运动时间控制：如前进3秒，左转半秒等。

速度调节：可以先调速，再发运行指令。也可以在运行中调速，立即执行。

代码如下：（由仰望esp32 S3+L298N+舵机小车代码修改过来）

代码

#include <WiFi.h>
#include <WebSocketMCP.h>
#include <L298N.h>
#include <ArduinoJson.h>

// 电机引脚定义
#define ENA 14
#define IN1 12
#define IN2 13
#define ENB 17
#define IN3 15
#define IN4 16

// 硬件对象初始化
L298N leftMotor(ENA, IN1, IN2);
L298N rightMotor(ENB, IN3, IN4);

// 网络配置
const char* ssid = "******";
const char* password = "******";
const char* mcpEndpoint = "ws://api.xiaozhi.me/mcp/?token=******";
WebSocketMCP mcpClient;

// 控制状态机
enum CarState { STOP, FORWARD, BACKWARD, LEFT, RIGHT };
CarState currentState = STOP;
int currentSpeed = 150;  // 默认速度(0-255)

// 超时控制核心变量
unsigned long actionStartTime = 0;   // 当前动作开始时间
int actionDuration = 0;              // 用户设定持续时间(0=持续执行)
unsigned long lastCmdTime = 0;       // 最后有效指令时间戳

// 函数前置声明
void registerMcpTools();
void controlCar(CarState state, int speed = -1);
void setServoAngle(int angle);

// 连接状态回调
void onConnectionStatus(bool connected) {
  if (connected) {
    Serial.println("[MCP] 已连接到服务器");
    registerMcpTools();
  } else {
    Serial.println("[MCP] 与服务器断开连接");
  }
}

// 核心控制函数
void controlCar(CarState state, int speed) {
  if (speed >= 0) currentSpeed = speed;
  
  // 电机驱动逻辑
  switch (state) {
    case FORWARD:
      leftMotor.setSpeed(currentSpeed);
      rightMotor.setSpeed(currentSpeed);
      leftMotor.forward();
      rightMotor.forward();
      break;
    case BACKWARD:
      leftMotor.setSpeed(currentSpeed);
      rightMotor.setSpeed(currentSpeed);
      leftMotor.backward();
      rightMotor.backward();
      break;
    case LEFT:
      leftMotor.setSpeed(currentSpeed);
      rightMotor.setSpeed(currentSpeed);
      leftMotor.backward();
      rightMotor.forward();
      break;
    case RIGHT:
      leftMotor.setSpeed(currentSpeed);
      rightMotor.setSpeed(currentSpeed);
      leftMotor.forward();
      rightMotor.backward();
      break;
    case STOP:
      leftMotor.stop();
      rightMotor.stop();
      actionDuration = 0; // 清除超时标志
      break;
  }
  
  // 状态更新与调试输出
  currentState = state;
  const char* stateNames[] = {"停止", "前进", "后退", "左转", "右转"};
  Serial.printf("动作: %s | 速度: %d | 模式: %s\n", 
                stateNames[state],
                currentSpeed,
                actionDuration > 0 ? "限时模式" : "持续模式");
}

// 注册MCP控制工具
void registerMcpTools() {
  // 运动控制工具
  mcpClient.registerTool(
    "car_control",
    "控制小车运动（forward/backward/left/right/stop）",
    "{\"type\":\"object\",\"properties\":{"
    "\"action\":{\"type\":\"string\",\"enum\":[\"forward\",\"backward\",\"left\",\"right\",\"stop\"]},"
    "\"duration\":{\"type\":\"integer\",\"description\":\"持续时间(ms，0表示持续执行)\"},"
    "\"speed\":{\"type\":\"integer\",\"minimum\":0,\"maximum\":255}}"
    ",\"required\":[\"action\"]}",
    [](const String& args) {
      DynamicJsonDocument doc(256);
      deserializeJson(doc, args);
      
      String action = doc["action"].as<String>();
      int duration = doc["duration"] | 0;  // 默认0=持续执行
      int speed = doc["speed"] | -1;

      // 指令转换
      CarState targetState = STOP;
      if (action == "forward") targetState = FORWARD;
      else if (action == "backward") targetState = BACKWARD;
      else if (action == "left") targetState = LEFT;
      else if (action == "right") targetState = RIGHT;

      // 超时参数记录
      if (duration > 0) {
        actionStartTime = millis();
        actionDuration = duration;
      } else {
        actionDuration = 0; // 持续执行模式
      }

      // 执行动作
      controlCar(targetState, speed);
      
      // 关键修复：收到指令时刷新安全计时器
      lastCmdTime = millis();
      
      return WebSocketMCP::ToolResponse("{\"status\":\"executing\",\"action\":\"" + action + "\"}");
    }
  );
  
  // 速度调节工具
  mcpClient.registerTool(
    "set_speed",
    "设置小车速度(0-255)",
    "{\"type\":\"object\",\"properties\":{\"speed\":{\"type\":\"integer\",\"minimum\":0,\"maximum\":255}},\"required\":[\"speed\"]}",
    [](const String& args) {
      DynamicJsonDocument doc(128);
      deserializeJson(doc, args);
      currentSpeed = doc["speed"];
      
      if (currentState != STOP) {
        controlCar(currentState);
      }
      // 刷新安全计时器
      lastCmdTime = millis();
      return WebSocketMCP::ToolResponse("{\"speed\":" + String(currentSpeed) + "}");
    }
  );
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  
  // 电机初始状态
  controlCar(STOP);
  
  // WiFi连接
  Serial.printf("连接WiFi: %s\n", ssid);
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.printf("\nWiFi已连接! IP: %s\n", WiFi.localIP().toString());

  // MCP客户端启动
  mcpClient.begin(mcpEndpoint, onConnectionStatus);
  lastCmdTime = millis(); // 初始化安全计时器
}

void loop() {
  mcpClient.loop();
  
  // 模式1：限时动作检测
  if (actionDuration > 0 && currentState != STOP) {
    if (millis() - actionStartTime >= actionDuration) {
      controlCar(STOP);
      Serial.println("[系统] 动作时间到达");
      actionDuration = 0;
    }
  }
  
  // 安全保护：30秒无新指令停止
  if (millis() - lastCmdTime > 30000 && currentState != STOP) {
    controlCar(STOP);
    Serial.println("[安全] 30秒无指令自动停车");
  }
  
  delay(10);
}

上传，测试通过，实现全部预想功能。

小智后台：

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🌐 2. ​​网络通信​​

🕹️ 3. ​​远程控制功能​​

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1. 硬件控制

🌐 2. 网络通信

🕹️ 3. 远程控制功能