树莓派DIY真人CS装备：红外线激光枪

宅太久人都要废了，拉上小伙伴、小朋友来玩一把真人 CS 游戏吧！

什么？没有装备？好吧，下面来一份自制红外线激光枪和红外背心的教程，并且提供一套基于 Python 开发的基础游戏框架。DIY 好了现场就能玩上一把过过瘾！

首先简单说明一下原理，游戏需要有一台电脑作为服务器，用来同步每个玩家（手上的红外线激光枪）的数据。红外线枪发射的红外线能触发被命中的背心上的红外线接收装置，记录游戏中的命中数据。

而玩家所用的红外线激光枪也就是客户端，是基于树莓派 Zero 来实现的，上面还装配了一块 LCD 显示屏来显示游戏进程。枪与服务器通过 WIFI 同步数据，下面的例程中我们采用 3 套红外线激光枪来说明。

材料清单

• 电脑 × 1
• 树莓派 ZeroW × 3
• microSD 卡 × 3
• 红外 LED ×3
• 红外线接收器 ×6
• 红色 LED ×3
• 蓝色 LED ×3
• 绿色 LED ×3
• 无源蜂鸣器 ×3
• 按钮 × 6
• 带 I2C 转接口的 LCD 屏幕 1602 × 3
• 便携式电池组 ×3
• micro 转 USB 电线 × 3
• PN2222 三极管 × 3
• 100 欧电阻 × 3
• 1k 欧电阻 × 9
• 背心 × 3
• 带状电线 × 3
• 3D 打印激光枪外壳 × 1
  

部署服务器

为电脑（也就是用于这个游戏的服务器）安装 Mosquitto MQTT Broker Service。Mosquitto 将为游戏中每个客户端设备提供通信框架，通俗来讲就是向每个连接到服务器的树莓派发送数据。在服务器的终端中，运行以下命令进行安装。

1. sudo apt-get update
   
2. sudo apt-get upgrade
   
3. sudo apt-get install mosquitto -y
   
4. sudo apt-get install python3-pip -y
   
5. sudo pip3 install paho-mqtt
   

复制代码

服务器的某些 GUI 是用 Pygubu 的 GUI设计器创建的。运行以下命令进行安装：

1. pip3 install pygubu

复制代码

更多pygubu 信息，请参考：

https://github.com/alejandroautalan/pygubu

安装好 MQTT和 Pygubu 之后，创建一个新目录并复制以下文件：

ltag.py、pregame.py、game_statistics.py、gvars.py、pygubu.ui、pygubu_limited.ui、home.png、self.png、enemies.png、laser.jpg。

文件可以在项目文件库中下载：

https://make.quwj.com/project/153

安装树莓派

游戏枪里面的树莓派都需要做下面的处理。

1、安装操作系统

安装最新版的Raspbian。建议使用 Lite 版本，安装方法参考

https://shumeipai.nxez.com/2013/09/07/raspberry-pi-under-windows-system-installation-to-sd-card.html

2、安装MQTT

安装 MQTT 的 broker service。将在 Mosquitto 中使用。在终端中，运行以下命令。

1. sudo apt-get update
   
2. sudo apt-get upgrade
   
3. sudo apt-get install mosquitto -y
   
4. sudo apt-get install python3-pip -y
   
5. sudo pip3 install paho-mqtt
   

复制代码

3、安装 I2C 工具

运行以下命令，为LCD 屏幕安装库。

1. sudo apt-get install -y python3-smbus i2c-tools
   
2. sudo apt-get install rpi.gpio -y
   

复制代码

I2C 地址可能需要在 lcddriver.py 文件中更改。输入以下命令可以找到该地址。

1. i2cdetect -y 1

复制代码

4、安装和配置 LIRC

第一步：创建一个新目录，并将附件下载到该目录中。

大多数浏览器不能下载没有扩展名的文件。因此上传了两个带有临时扩展名的文件，“ lircrc.deleteExtension”和“ modules.deleteExtension”。下载文件后请将其重命名为“ lircrc”和“ modules”。

第二步：安装并配置 Linux 红外远程控制（LIRC）软件包的依赖项。

更多有关设置LIRC 的教程，请参考：

http://alexba.in/blog/2013/01/06/setting-up-lirc-on-the-raspberrypi/

或参考：

https://shumeipai.nxez.com/2016/12/04/configuring-lirc-for-hifibox-dac-volumio.html

用下面的命令安装该库。

1. sudo apt-get install python3-lirc -y

复制代码

在新创建的目录中，执行以下命令以将配置文件移动到正确的位置。

1. sudo mv lircd.conf hardware.conf lircrc lirc_options.conf /etc/lirc/
   
2. 
   
3. sudo mv modules /etc/

复制代码

运行以下命令重新启动 lircd 服务：

1. sudo /etc/init.d/lircd restart

复制代码

编辑/boot/config.txt 文件并添加以下行。

1. dtoverlay=lirc-rpi,gpio_in_pin=18,gpio_out_pin=25

复制代码

重新启动树莓派，确保修改的命令正常运行。

1. sudo reboot

复制代码

5、启用 I2C 并为每个游戏玩家配置账号。

运行以下命令，启用 I2C 接口。

1. sudo raspi-config

复制代码

并在“界面选项”中启用 I2C。

6、配置玩家账号和 LTSERVER。

游戏目录包含四个文件。

i2c_lib.py、lcddriver.py、ltsounds.py、player.py。

文件信息请在项目文件库中下载。

https://make.quwj.com/project/153

最后，为每个树莓派分配一个 CLIENT 账号并添加服务器的位置。通过修改每个树莓派上的“player.py”代码文件来配置。为它们标记不同的玩家账号，CLIENT 账号是在 player.py 的第三行上分配的。将第一个树莓派标记为CLIENT “1”，将第二个树莓派标记为 CLIENT “2”，将第三个树莓派标记为 CLIENT “3”。

LTSERVER 行应更改为服务器的 IP 地址。在计算机服务器终端中输入’ifconfig | grep “inet addr” ‘。

组装枪体

按原理图接线。

每个设备连接到树莓派 Zero上的 GPIO 引脚如下：

• 蜂鸣器Buzzer：GPIO5
• 扳机Trigger：GPIO26
• 填充子弹Reload：GPIO12
• 红外发射器 IRTransmitter:：GPIO25
• 红外接收器 IRReceivers：GPIO18
• 红色 LED：GPIO17
• 绿色 LED：GPIO27
• 蓝色 LED：GPIO22
• I2C_SDA：GPIO2
• I2C_SCL：GPIO3
  

枪体 3D 打印文件可在项目文件库中下载。

https://make.quwj.com/project/153

注意必须打印两个“ front1STL.STL”文件。

运行游戏

游戏通过在服务器上运行“ltag.py”程序来启动。启动后，每个玩家都可以通过运行各自的“player.py”程序连接到服务器。

注意：插入电池组后，树莓派最多需要一分钟才能启动。

树莓派开机后，可以添加一个 cron job 来自动运行 player.py 程序，在每个树莓派上的“/etc/rc.local”文件中添加一行来运行“player.py”文件。这样就可以启动游戏，无需通过 SSH 连接到树莓派来运行玩家脚本。

在玩家准备开始游戏后，将出现一个图形界面，允许配置一些游戏设置。再按下开始按钮后，游戏开始。

每次游戏结束之后，将会再次出现一个图形界面，显示之前游戏的统计信息，包括命中数据和游戏持续时间。

注意：由于软件库的限制，报告中的标记点位置不能代表实际的激光标记。在当前版本中，玩家报告图像只是为了美观，希望以后的版本中能够实现实际的标签位置。

可改进的地方

未来还可以添加的其他功能有:

1、3D 打印更加坚固的扳机。

2、在玩家背心上安装更多的红外接收器。

3、在 Pregame GUI 选择中添加其他游戏模式。

4、玩家统计信息页面能够达到更加准确的标签定位算法。

树莓派DIY真人CS装备：红外线激光枪

宅太久人都要废了，拉上小伙伴、小朋友来玩一把真人 CS 游戏吧！

什么？没有装备？好吧，下面来一份自制红外线激光枪和红外背心的教程，并且提供一套基于 Python 开发的基础游戏框架。DIY 好了现场就能玩上一把过过瘾！

首先简单说明一下原理，游戏需要有一台电脑作为服务器，用来同步每个玩家（手上的红外线激光枪）的数据。红外线枪发射的红外线能触发被命中的背心上的红外线接收装置，记录游戏中的命中数据。

而玩家所用的红外线激光枪也就是客户端，是基于树莓派 Zero 来实现的，上面还装配了一块 LCD 显示屏来显示游戏进程。枪与服务器通过 WIFI 同步数据，下面的例程中我们采用 3 套红外线激光枪来说明。

材料清单

• 电脑 × 1
• 树莓派 ZeroW × 3
• microSD 卡 × 3
• 红外 LED ×3
• 红外线接收器 ×6
• 红色 LED ×3
• 蓝色 LED ×3
• 绿色 LED ×3
• 无源蜂鸣器 ×3
• 按钮 × 6
• 带 I2C 转接口的 LCD 屏幕 1602 × 3
• 便携式电池组 ×3
• micro 转 USB 电线 × 3
• PN2222 三极管 × 3
• 100 欧电阻 × 3
• 1k 欧电阻 × 9
• 背心 × 3
• 带状电线 × 3
• 3D 打印激光枪外壳 × 1
  

部署服务器

为电脑（也就是用于这个游戏的服务器）安装 Mosquitto MQTT Broker Service。Mosquitto 将为游戏中每个客户端设备提供通信框架，通俗来讲就是向每个连接到服务器的树莓派发送数据。在服务器的终端中，运行以下命令进行安装。

1. sudo apt-get update
   
2. sudo apt-get upgrade
   
3. sudo apt-get install mosquitto -y
   
4. sudo apt-get install python3-pip -y
   
5. sudo pip3 install paho-mqtt
   

复制代码

服务器的某些 GUI 是用 Pygubu 的 GUI设计器创建的。运行以下命令进行安装：

1. pip3 install pygubu

复制代码

更多pygubu 信息，请参考：

https://github.com/alejandroautalan/pygubu

安装好 MQTT和 Pygubu 之后，创建一个新目录并复制以下文件：

ltag.py、pregame.py、game_statistics.py、gvars.py、pygubu.ui、pygubu_limited.ui、home.png、self.png、enemies.png、laser.jpg。

文件可以在项目文件库中下载：

https://make.quwj.com/project/153

安装树莓派

游戏枪里面的树莓派都需要做下面的处理。

1、安装操作系统

安装最新版的Raspbian。建议使用 Lite 版本，安装方法参考

https://shumeipai.nxez.com/2013/09/07/raspberry-pi-under-windows-system-installation-to-sd-card.html

2、安装MQTT

安装 MQTT 的 broker service。将在 Mosquitto 中使用。在终端中，运行以下命令。

1. sudo apt-get update
   
2. sudo apt-get upgrade
   
3. sudo apt-get install mosquitto -y
   
4. sudo apt-get install python3-pip -y
   
5. sudo pip3 install paho-mqtt
   

复制代码

3、安装 I2C 工具

运行以下命令，为LCD 屏幕安装库。

1. sudo apt-get install -y python3-smbus i2c-tools
   
2. sudo apt-get install rpi.gpio -y
   

复制代码

I2C 地址可能需要在 lcddriver.py 文件中更改。输入以下命令可以找到该地址。

1. i2cdetect -y 1

复制代码

4、安装和配置 LIRC

第一步：创建一个新目录，并将附件下载到该目录中。

大多数浏览器不能下载没有扩展名的文件。因此上传了两个带有临时扩展名的文件，“ lircrc.deleteExtension”和“ modules.deleteExtension”。下载文件后请将其重命名为“ lircrc”和“ modules”。

第二步：安装并配置 Linux 红外远程控制（LIRC）软件包的依赖项。

更多有关设置LIRC 的教程，请参考：

http://alexba.in/blog/2013/01/06/setting-up-lirc-on-the-raspberrypi/

或参考：

https://shumeipai.nxez.com/2016/12/04/configuring-lirc-for-hifibox-dac-volumio.html

用下面的命令安装该库。

1. sudo apt-get install python3-lirc -y

复制代码

在新创建的目录中，执行以下命令以将配置文件移动到正确的位置。

1. sudo mv lircd.conf hardware.conf lircrc lirc_options.conf /etc/lirc/
   
2. 
   
3. sudo mv modules /etc/

复制代码

运行以下命令重新启动 lircd 服务：

1. sudo /etc/init.d/lircd restart

复制代码

编辑/boot/config.txt 文件并添加以下行。

1. dtoverlay=lirc-rpi,gpio_in_pin=18,gpio_out_pin=25

复制代码

重新启动树莓派，确保修改的命令正常运行。

1. sudo reboot

复制代码

5、启用 I2C 并为每个游戏玩家配置账号。

运行以下命令，启用 I2C 接口。

1. sudo raspi-config

复制代码

并在“界面选项”中启用 I2C。

6、配置玩家账号和 LTSERVER。

游戏目录包含四个文件。

i2c_lib.py、lcddriver.py、ltsounds.py、player.py。

文件信息请在项目文件库中下载。

https://make.quwj.com/project/153

最后，为每个树莓派分配一个 CLIENT 账号并添加服务器的位置。通过修改每个树莓派上的“player.py”代码文件来配置。为它们标记不同的玩家账号，CLIENT 账号是在 player.py 的第三行上分配的。将第一个树莓派标记为CLIENT “1”，将第二个树莓派标记为 CLIENT “2”，将第三个树莓派标记为 CLIENT “3”。

LTSERVER 行应更改为服务器的 IP 地址。在计算机服务器终端中输入’ifconfig | grep “inet addr” ‘。

组装枪体

按原理图接线。

每个设备连接到树莓派 Zero上的 GPIO 引脚如下：

• 蜂鸣器Buzzer：GPIO5
• 扳机Trigger：GPIO26
• 填充子弹Reload：GPIO12
• 红外发射器 IRTransmitter:：GPIO25
• 红外接收器 IRReceivers：GPIO18
• 红色 LED：GPIO17
• 绿色 LED：GPIO27
• 蓝色 LED：GPIO22
• I2C_SDA：GPIO2
• I2C_SCL：GPIO3
  

枪体 3D 打印文件可在项目文件库中下载。

https://make.quwj.com/project/153

注意必须打印两个“ front1STL.STL”文件。

运行游戏

游戏通过在服务器上运行“ltag.py”程序来启动。启动后，每个玩家都可以通过运行各自的“player.py”程序连接到服务器。

注意：插入电池组后，树莓派最多需要一分钟才能启动。

树莓派开机后，可以添加一个 cron job 来自动运行 player.py 程序，在每个树莓派上的“/etc/rc.local”文件中添加一行来运行“player.py”文件。这样就可以启动游戏，无需通过 SSH 连接到树莓派来运行玩家脚本。

在玩家准备开始游戏后，将出现一个图形界面，允许配置一些游戏设置。再按下开始按钮后，游戏开始。

每次游戏结束之后，将会再次出现一个图形界面，显示之前游戏的统计信息，包括命中数据和游戏持续时间。

注意：由于软件库的限制，报告中的标记点位置不能代表实际的激光标记。在当前版本中，玩家报告图像只是为了美观，希望以后的版本中能够实现实际的标签位置。

可改进的地方

未来还可以添加的其他功能有:

1、3D 打印更加坚固的扳机。

2、在玩家背心上安装更多的红外接收器。

3、在 Pregame GUI 选择中添加其他游戏模式。

4、玩家统计信息页面能够达到更加准确的标签定位算法。