使用 Lua 控制你的 Raspberry Pi

Lua 是一种有时会被误解的语言。它与 Python 等其他语言不同，但它是一种通用的扩展语言，广泛用于游戏引擎、框架等。总的来说，我发现 Lua 对于开发者来说是一个非常有价值的工具，可以让他们以强大的方式增强和扩展他们的项目。

你可以像 Seth Kenlon 在他的文章 Lua 值得学习吗 中解释的那样，下载并运行标准的 Lua，这篇文章包含了简单的 Lua 代码示例。然而，为了充分利用 Lua，最好将其与已经采用了该语言的框架一起使用。在本教程中，我将演示如何使用名为 Mako Server 的框架，该框架旨在使 Lua 程序员能够轻松地编写 IoT 和 Web 应用程序。我还将向你展示如何使用用于 Raspberry Pi 的 GPIO 引脚的 API 来扩展此框架。

要求

在学习本教程之前，你需要一台正在运行的 Raspberry Pi，并且你可以登录到它。虽然我将在本教程中编译 C 代码，但你不需要任何 C 代码的先验经验。但是，你确实需要一些 POSIX 终端的使用经验。

安装

首先，在你的 Raspberry Pi 上打开一个终端窗口，并安装以下工具，用于使用 Git 下载代码和编译 C 代码

$ sudo apt install git unzip gcc make

接下来，通过运行以下命令编译开源的 Mako Server 代码和 Lua-periphery 库（Raspberry Pi GPIO 库）

$ wget -O Mako-Server-Build.sh \
https://raw.githubusercontent.com/RealTimeLogic/BAS/main/RaspberryPiBuild.sh

查看脚本以了解它的作用，并在你熟悉它之后运行它

$ bash ./Mako-Server-Build.sh

编译过程可能需要一些时间，尤其是在较旧的 Raspberry Pi 上。编译完成后，脚本会要求你将 Mako Server 和 lua-periphery 模块安装到 /usr/local/bin/。我建议安装它以简化软件的使用。不用担心，如果你不再需要它，你可以卸载它

$ cd /usr/local/bin/
$ sudo rm mako mako.zip periphery.so

要测试安装，请在你的终端中输入 mako。这将启动 Mako Server，并在你的终端中看到一些输出。你可以通过按 CTRL+C 停止服务器。

IoT 和 Lua

既然 Mako Server 已经在你的 Raspberry Pi 上设置好了，你就可以开始使用 Lua 编程 IoT 和 Web 应用程序，并使用 Raspberry Pi 的 GPIO 引脚。Mako Server 框架为 Lua 开发者提供了一个强大且易于使用的 API 来创建 IoT 应用程序，而 lua-periphery 模块让 Lua 开发者可以与 Raspberry Pi 的 GPIO 引脚和其他外围设备进行交互。

首先创建一个应用程序目录和一个 .preload 脚本，该脚本插入用于测试 GPIO 的 Lua 代码。.preload 脚本是一个 Mako Server 扩展，当应用程序启动时，它会作为 Lua 脚本加载和运行。

$ mkdir gpiotst
$ nano gpiotst/.preload

将以下内容复制到 Nano 编辑器 并保存文件

-- Load periphery.so and access the LED interface
local LED = require('periphery').LED

local function doled()
  local led = LED("led0") -- Open LED led0
  trace"Turn LED on"
  led:write(true)   -- Turn on LED (set max brightness)
  ba.sleep(3000)    -- 3 seconds
  trace"Turn LED off"
  led:write(false)  -- Turn off LED (set zero brightness)
  led:close()
end

ba.thread.run(doled) -- Defer execution
                     -- to after Mako has started

上面的 Lua 代码使用你编译并包含在 Mako Server 中的 Lua-periphery 库来控制主 Raspberry Pi LED。该脚本定义了一个名为 doled 的函数来控制 LED。脚本首先使用 Lua 的 require 函数加载 periphery 库（共享库 periphery.so）。返回的数据是一个 Lua 表，其中包含所有 GPIO API 函数。但是，你只需要 LED API，你可以通过在调用 require 后附加 .LED 来直接访问它。接下来，代码定义了一个名为 doled 的函数，它执行以下操作：

1. 通过从 periphery 库调用 LED 函数并传递字符串 led0，打开标识为 led0 的 Raspberry Pi 主 LED。
2. 将消息 Turn LED on 打印到跟踪（控制台）。
3. 通过调用 LED 对象上的 write 方法并传递布尔值 true 来激活 LED，这将 LED 设置为最大亮度。
4. 通过调用 ba.sleep(3000) 等待 3 秒。
5. 将消息 Turn LED off 打印到跟踪。
6. 通过调用 LED 对象上的 write 方法并传递布尔值 false 来停用 LED，这将 LED 设置为零亮度。
7. 通过调用 LED 对象上的 close 函数来关闭 LED。

在 .preload 脚本的末尾，doled 函数作为参数传递给函数 ba.thread.run。这允许将 doled 函数的执行推迟到 Mako Server 启动之后。

要启动 gpiotst 应用程序，请按如下方式运行 Mako Server

$ mako -l::gpiotst

以下文本将打印在控制台中

Opening LED:
opening 'brightness': Permission denied.

访问 GPIO 需要 root 权限，因此通过按 CTRL+C 停止服务器，并按如下方式重启 Mako Server

$ sudo mako -l::gpiotst

现在 Raspberry Pi LED 将亮起 3 秒钟。成功！

Lua 解锁 IoT

在这篇入门文章中，你学习了如何编译 Mako Server，包括 GPIO Lua 模块，以及如何编写一个基本的 Lua 脚本来打开和关闭 Raspberry Pi LED。在未来的文章中，我将基于本文介绍更多的 IoT 功能。

在此期间，你可以通过阅读 Lua-periphery GPIO 库的 文档 来更深入地了解它的功能以及如何将其与不同的外围设备一起使用。为了充分利用本教程，请考虑学习 交互式 Mako Server Lua 教程，以更好地理解 Lua、Web 和 IoT。祝你编程愉快！