在 Linux 世界中，很少有东西直接与物理世界互动。虽然您可能拥有允许您与计算机交互的外围设备，但计算机无法与您互动。这很容易解决，方法是创建一个机器人来控制它。iRobot 以其 Roomba 吸尘器而闻名，它创建了一个名为 iRobot Create 的教育机器人，该机器人基于 Roomba，并且非常易于使用。Create 提供了一个简单的基础，只需很少的努力即可扩展。有些人甚至在机器人上安装了一台旧笔记本电脑以实现移动性，但这对于大多数情况来说是过度的。即使缺乏官方支持，在 Linux 机器和 Create 之间建立连接也不难。

与 Create 交互的最简单方法是通过串行链路，使用机器人随附的电缆。对于某些计算机，您可能需要 USB 转串口适配器；但是，它们很容易获得，价格低于 15 美元。连接将是 TTY 串行，例如 /dev/ttyS0，或者如果您使用 USB 适配器，则连接很可能会显示为 /dev/ttyUSB0。

为了通过串行电缆来回传递命令，最容易使用的工具是串口终端。有几种此类型的软件可用。在这里，我使用 gtkterm，一个 GUI 终端，但如果您更喜欢 CLI 工具，screen 和 minicom 都可以使用。安装并启动 gtkterm 后，您必须在“配置”→“端口”下设置正确的端口。该端口将是先前指定的设备，如果您不确定选择哪个号码，您可能必须全部尝试。速度应设置为 57600 (baud)。其他默认设置（无奇偶校验、8 位、1 停止位和无流量控制）都可以。我也喜欢打开“本地回显”，它也在“配置”下，让您看到您输入的内容。

图 1. gtkterm 的配置选项

要测试配置，请插入 Create 进行充电并将其连接到您的计算机。终端应开始每秒显示如下行

bat:   min 0  sec 11  mV 16699  mA 566  deg-C 21

除非您计划将计算机安装到机器人本身，否则一旦机器人开始移动，串行电缆将变得笨重。为了解决这个问题，机器人需要无线化。虽然 802.11 Wi-Fi 在笔记本电脑上已经很普及，但在像 Create 这样的嵌入式系统上并不常见。另一个选择是蓝牙，它也变得越来越普及；但是，蓝牙模块通常很昂贵，Linux 支持时好时坏，而且范围很短。最近，Maxstream 的 XBee 无线电系列在这种类型的项目中越来越受欢迎。它们与蓝牙调制解调器非常相似，更适合这种类型的项目。

此项目的所有部件都可以在 SparkFun 购买，并在表 1 中列出。除了这些物品外，您还需要一些基本工具和用品，例如面包板、电线和烙铁。

首先，您需要配置您的两个 XBee 模块。首先，将其中一个插入 USB XBee 探索者，并通过 USB 电缆将其连接到您的计算机（USB XBee 探索者只是一个接受 XBee 模块的串行转 USB 转换器板）。再次使用 gtkterm，将其设置为监听 USB 端口（很可能是 /dev/ttyUSB0），并将速度设置为 9600 波特。在终端中输入+++，模块应该回复OK.

模块现在已准备好进行配置。输入ATID3330,DH0,DL1,MY0,BD6,WR,CN，在每个逗号之后，模块将回复OK。移除这个 XBee，并插入另一个。再次，输入+++，并等待OK进入配置模式。但是，这次用以下命令配置它ATID3330,DH0,DL0,MY1,BD6,WR,CN。每个模块都配置为在网络 0x3330 上，并以 57600 波特的速度将数据直接发送到另一个模块。一个模块连接到计算机，另一个模块连接到 Create。这些模块是可互换的——任何一个都可以连接到计算机或 Create。

接下来，构建电路以将 XBee 与 Create 串行连接。此电路将 3.3 伏 XBee 连接到 5 伏 Create。首先，将两个插座焊接到 XBee 分线板上。最简单的方法是将插座放在 XBee 模块本身上，将其翻转过来，并将分线板放在顶部。

焊接插座后，移除模块并将四根电线焊接到 VCC、DOUT、DIN 和 GND。之后，在公 DB-25 连接器的引脚 1、2、8 和 21 上焊接另外四根电线。引脚应标记，尽管标记很淡。接下来，从公头针条上折断两个六针长度，并将它们焊接到电平转换器的每一侧。同样，如果您使用面包板作为夹具在焊接时保持引脚笔直，这是最容易的。最后，根据原理图（图 2）和/或面包板接线图（图 3）组装所有部件。完整的面包板如图 4 和图 5 所示。

图 2. XBee/Create 接口的原理图

图 3. XBee/Create 接口的面包板接线图

图 4. 电子元件概述

图 5. 安装了所有组件的 Create 概述

将 DB-25 连接器插入 Create 的扩展端口，如果存在，则移除命令模块。将另一个 XBee 插入您的计算机，设置 gtkterm 以 57600 波特的速度与其通信。与之前一样，插入 Create 进行充电，如果运气好的话，您将在终端上看到一些输出，并且 USB 探索者上的 RX 指示灯应闪烁。如果没有，请检查您的连接和配置。

即使您没有决定使用无线方式，您仍然可以以完全相同的方式控制 Create。Create 和大多数 Roomba 都实现了 iRobot Open Interface 协议，简称 OI。在计算机端，让我们使用 Python 通过 iRobot 在 Python 中的 OI 实现与 Create 通信。这使您可以在更高的层次上工作，而不必担心操作码等。您将需要 pySerial 和 openinterface.py（请参阅“资源”）。openinterface.py 中存在一个小错误，可能会使其难以在 Linux 上使用。解决此问题的最简单方法是在与文件相同的目录中运行此 sed 命令

$ sed -ie "803s/ - 1//" openinterface.py

或者，您可以手动删除- 1从第 803 行手动删除。

该库易于使用——例如，要以全速驱动 Create 向前，请执行以下操作

import openinterface as oi
PORT = "/dev/ttyUSB0"           # change to your serial port
bot  = oi.CreateBot(com_port=PORT,mode="full")

bot.drive_straight(500)         # drive forward, full speed

为了访问传感器数据，您需要请求它。如果您使用bot.stream_sensors()，Create 将每 15 毫秒自动更新每个参数中指定的传感器。要停止，请执行bot.stop_streaming_sensors()。虽然您可以手动指定要流式传输哪些传感器，但通常最简单的方法是流式传输所有传感器。

驾驶也很简单。bot.drive()接受两个参数：速度和转弯半径。速度是介于 500 和 -500 之间的整数，指定车轮的平均速度，单位为毫米/秒，负值对应于向后行驶。转弯半径是介于 200 和 -200 之间的数字，指定转弯半径，单位为毫米。正值向左转，负值向右转。还有一些特殊的方法可用于直线行驶和原地转弯。

以下代码使用传感器数据来驾驶和避开障碍物

bot.stream_sensors(6)                 # packet 6 -- all sensors

while True:                           # loop forever
    if bot.sensors["bump-left?"]:     # is it pressed?
        bot.drive(-500, 10)           # spin to maneuverer
        bot.wait(5)                   # spin for 5 cycles
    elif bot.sensors["bump-right?"]:  # other direction
        bot.drive(500, 10)
        bot.wait(5)
    else:
        bot.drive_straight(500)       # otherwise, go forward
        bot.wait()                    # prevents excess cycling

您也可以非常轻松地访问 Create 的歌曲播放功能，并且可以将歌曲存储在 17 个可用的歌曲槽中。使用bot.define_song()来存储歌曲。第一个参数是歌曲将存储的歌曲槽，您稍后也使用此值来播放歌曲。其余参数是音符，由音高和长度的元组表示。长度以秒的 64 分之一为单位测量。调用bot.play_song()来播放歌曲。我不是音乐天才，所以希望你能写出更好的曲调

bot.define_song(1,            # index of song
                ("G1", 16),   # note tuples
                ("G2", 16),   # note, duration
                ("G3", 64),   # 64 = 1 second
                ("G9", 16))   # up to 100 notes
# ...snip...
bot.play_song(1)

要使用操纵杆和 Python 无线控制 Create，我们可以使用 pygame（pygame 操纵杆 API 的完整详细信息超出了本文的范围；请查看文档以获取更多信息）

import pygame
from pygame import locals
pygame.init()
js = pygame.joystick.Joystick(0)     # create joystick
js.init()

import openinterface as oi
PORT = "/dev/ttyUSB0"                # change to your serial port
bot  = oi.CreateBot(com_port=PORT,mode="full")

while True:
    if js.getAxis(0) > 0:
        turn = 1 - js.getAxis(0)
    else:
        turn = -(1 + js.getAxis(0))
    bot.drive(js.getAxis(1)*500, turn*200)
    bot.wait()

此代码允许您使用操纵杆（自动检测）来对 Create 进行原始控制。必须操纵 x 轴值，以便在空档位置时，机器人直线移动且不旋转。

接下来该怎么做？这取决于您。在硬件方面，您可以将额外的硬件连接到 Create，并通过其数字输入和输出进行控制（有关引脚排列，请参阅 OI 规范）。但是，仅凭基础和一些软件，仍然有大量的可能性。例如，您可以将 Create 变成一个让人想起 Clocky 的闹钟，Clocky 是一个在房间里跑来跑去迫使您起床将其关闭的闹钟。或者，如果您更喜欢数学，则可以使用“距离”和“角度”传感器来绘制房间地图。