如何将Arduino Nano 33 IoT陀螺仪数据接入Unity控制游戏挡板移动

1. Arduino端烧写数据发送代码 #

首先在Arduino IDE的库管理器中安装Arduino_LSM6DS3库（Nano 33 IoT内置IMU的官方驱动库），之后上传以下代码：

#include <Arduino_LSM6DS3.h>

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial); // 等待串口连接
  if (!IMU.begin()) {
    Serial.println("IMU初始化失败");
    while (1);
  }
}

void loop() {
  float gx, gy, gz;
  if (IMU.gyroscopeAvailable()) {
    IMU.readGyroscope(gx, gy, gz);
    // 按「X,Y,Z」格式输出数据，换行分隔
    Serial.print(gx);
    Serial.print(",");
    Serial.print(gy);
    Serial.print(",");
    Serial.println(gz);
  }
  delay(10); // 控制数据发送频率
}

2. Unity项目基础配置 #

打开Unity编辑器，依次进入编辑 > 项目设置 > 播放器 > 其他设置，找到「Api兼容级别」选项，选择.NET Framework（部分旧版本Unity显示为.NET 4.x Equivalent），否则无法引用串口相关命名空间。

3. 修改Player控制代码 #

替换原有Player类代码如下：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System.IO.Ports;
using System;

public class Player : MonoBehaviour
{
    public float moveSpeed = 8.0f;
    public float topBounds = 8.3f;
    public float bottomBounds = -8.3f;
    public Vector2 startingPosition = new Vector2(-13.0f, 0.0f);

    [Space]
    [Header("Game")]
    [SerializeField] private Game game;

    [Space]
    [Header("Arduino串口配置")]
    public string portName = "COM3"; // 替换为你的Arduino实际COM端口
    public int baudRate = 115200; // 和Arduino端波特率保持一致
    public float gyroSensitivity = 2f; // 陀螺仪灵敏度，可按需调整
    public bool useKeyboardFallback = true; // 串口异常时是否回退到键盘控制

    private SerialPort serialPort;
    private float gyroInput = 0f;

    void Start()
    {
        transform.localPosition = startingPosition;
        // 初始化串口
        try
        {
            serialPort = new SerialPort(portName, baudRate);
            serialPort.Open();
            serialPort.ReadTimeout = 25;
        }
        catch (Exception e)
        {
            Debug.LogWarning($"串口打开失败：{e.Message}，将自动回退到键盘控制");
            useKeyboardFallback = true;
        }
    }

    void Update()
    {
        if (game.gameState == Game.GameState.Playing)
        {
            // 读取陀螺仪数据
            if (serialPort != null && serialPort.IsOpen)
            {
                try
                {
                    string data = serialPort.ReadLine();
                    string[] gyroValues = data.Split(',');
                    if (gyroValues.Length == 3)
                    {
                        // 这里默认用gy的数值控制上下，如轴不对可换成gyroValues[0]（gx）或gyroValues[2]（gz）
                        float.TryParse(gyroValues[1], out gyroInput);
                    }
                }
                catch (TimeoutException)
                {
                    // 读超时属于正常情况，忽略即可
                }
            }

            CheckUserInput();
        }
    }

    void CheckUserInput()
    {
        float moveDir = 0;
        if (!useKeyboardFallback)
        {
            // 用陀螺仪输入控制
            moveDir = gyroInput * gyroSensitivity;
        }
        else
        {
            // 回退到键盘控制
            if (Input.GetKey(KeyCode.UpArrow)) moveDir = 1;
            else if (Input.GetKey(KeyCode.DownArrow)) moveDir = -1;
        }

        // 位移计算和边界限制逻辑保持不变
        Vector3 newPos = transform.localPosition + Vector3.up * moveDir * moveSpeed * Time.deltaTime;
        newPos.y = Mathf.Clamp(newPos.y, bottomBounds, topBounds);
        transform.localPosition = newPos;
    }

    void OnApplicationQuit()
    {
        // 退出时关闭串口，避免端口被占用
        if (serialPort != null && serialPort.IsOpen)
        {
            serialPort.Close();
        }
    }
}

4. 运行前检查 #

• 打开Windows设备管理器，在「端口(COM和LPT)」分类下找到Arduino Nano 33 IoT对应的端口号，填入Unity Inspector中Player组件的Port Name字段
• 确保Arduino IDE的串口监视器处于关闭状态，否则会占用串口导致Unity连接失败
• 如果控制方向相反，直接把gyroSensitivity的数值改成负数即可
• 如果上下移动对应的倾斜轴不对，把代码中gyroValues[1]换成gyroValues[0]或gyroValues[2]测试即可

内容的提问来源于stack exchange，提问作者PetiteFlamme31