物联网最佳实践:环境监测设备接入涂鸦物联网开发平台

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小熊牌物联网开发板接入涂鸦物联网开发平台,实现植物环境监控。

物联网这个概念其实十几二十年前就有了。随着人工智能、大数据和云计算的发展,越来越多的物联网项目已经正式商业化,如自行车共享和共享汽车、全屋智能家居等等。

如今国内物联网生态可谓百花齐放,不乏一线厂商,如华为腾讯小米;小米应该是较早布局物联网生态的公司。大多数人认为小米是手机,但在今天,小米已经成为一个生态链平台。

2015年左右,一家公司逐渐进入物联网和涂鸦智能的生态系统。我第一次接触涂鸦大概是在2016年。记得有个做植物灯的工厂,想用手机控制家里的植物照明,实时监控记录家里的环境数据。

按照当时的技术水平和思维,大部分开发者都会想自己搭建服务器,然后自己开发硬件和手机应用。这一整套下来,光是搭建和维护服务器的成本就不低了。

当时老板不知道从哪里找来涂鸦,交给我的是一个涂鸦开发板;我当时应该是尝鲜的。虽然当时的开发文档没有现在这么完善,但是参考文档已经可以实现设备联网、数据记录、手机应用控制等基本功能。

当时记得使用的开发方式是设备端使用涂鸦提供的MCU_SDK接入涂鸦云平台,手机APP使用涂鸦提供的SDK开发。项目进展顺利,不到两个月就进入量产阶段。直到今天,产品仍在量产。

在用涂鸦方案开发了两三个项目后,我跳槽转了其他技术方向,已经三四年没用涂鸦方案了。

以上是我使用涂鸦物联网方案的工作经验。

物联网最佳实践:环境监测设备接入涂鸦物联网开发平台

最近无意中在微信官方账号里刷到了涂鸦物联的信息,因为想起自己当时有注册账号,所以登录了一下~

相比几年前,涂鸦确实发展了不少。平台增加了人工智能和工业物联网的相关内容,第三方云接入,完全定制的手机界面,等等。

看完各种开发文档,突然想起来自己手里刚好有一个小熊派物联网开发板,就想试一试,把小熊派连接到涂鸦物联网平台,然后自己设计一个简单的UI界面,重新学习涂鸦物联网平台的开发和接入流程。

之前写过很多关于小熊学校物联网开发板的文章。小熊学校官方接入华为云。我之前也已经把小熊学校接入腾讯云,实现了MQTT通信。相关文章可参考我的博客或微信官方账号。

现在,我尝试将Cub Pie连接到涂鸦物联网平台,实现以下简单功能:

(1)通过涂鸦提供的WiFi模块,将设备连接到涂鸦物联网平台,设备可以通过手机进行网络分发操作。

(2)设备通过分配指示灯提示分配过程,按键可以取消分配。

(3)设备上报温湿度传感器和光线传感器的数据信息,云平台记录数据并显示曲线。

(4)手机APP界面显示数据信息,可以发出控制指令控制电机和紫光。

(5)5)LCD界面显示设备的运行信息。

以下是涂鸦物联网平台的思维导图和开发流程。

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注册开发者账号

1、首先,根据涂鸦官方的指引,注册一个开发者账号,然后使用该账号登录涂鸦IoT开发平台,即可进行物联网产品开发,注册页面和登录页面如下图所示。

账号注册链接:https://t.tuya.com/AY1D3R8xay

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创建产品

2、涂鸦IoT平台登录成功后,即可进入平台首页,在平台首页可以查看到创建的产品总数,以及各种开发中的产品信息,如下图所示。

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3、点击创建产品按钮,即可进入产品创建页面,由于我们使用的是小熊派物联网开发板,属于涂鸦产品库里面的非标准品类,因此,我们使用【找不到品类】功能,创建一款开发者自定义的产品,接入涂鸦IoT平台,这样的灵活性更高,如下图所示。

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 4、根据产品的实际情况,填写产品信息,我使用的是小熊派物联网开发板,实现了植物环境监测的功能,因此,我创建的产品信息,如下图所示。

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 5、产品创建成功后,IoT平台会为该产品生成唯一的PID,由于我们是开发一款非标准产品,里面的功能节点都是自定义的,因此我们不添加任何涂鸦产品库里面的功能节点,点击【确定】,进入产品开发页面。

定义产品功能

6、涂鸦的IoT平台非常人性化,根据智能硬件的开发流程,设置好了开发引导,对于所有的智能硬件开发,基本都遵循了【功能定义】、【设备面板】、【硬件开发】、【产品配置】、【设备调试】、【测试服务】这个流程,如下图所示。

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 7、对于开发一款智能硬件设备,需要先对其进行功能定义,对于需求模糊的产品,是没有办法进入产品开发阶段的,因此,在进行硬件设备开发和手机APP开发之前,先定义产品的功能,对于我们将要开发的小熊植物监测设备,需要添加自定义功能。如下图所示。

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 8、所有植物监测设备的自定义功能添加完成后,如下图所示。至此,我们完成了在IoT平台上确定一款智能硬件的具体功能,并且可以进行下一步的设备面板开发和设备硬件开发。

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开发设备显示面板

9、一个优秀的APP显示界面是十分重要的,涂鸦IoT平台为开发者提供了多种APP界面设计方式,如Studio面板,SDK开发面板,定制面板,自由配置面板。

Studio面板,是使用涂鸦提供的界面设计工具,使用拖曳的方式进行界面设计,所见即所得。

SDK开发面板,是使用涂鸦提供的SDK,进行手机APP界面开发。

定制面板,是向涂鸦提供面板设计需求并付费后,涂鸦进行界面开发。

自由配置面板,是用于项目调试阶段,功能完整但美观度不足。

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 10、根据我们自己的实际情况,我选择了使用Studio面板进行界面开发,进入Studio面板开发界面后,可以在页面左侧拖曳控件,然后在页面右侧设计各个控件的属性,对于如何进行Studio面板开发,涂鸦也提供了一系列的文档,如下图所示。

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 11、界面设计完成后,即可进行发布,点击右侧的发布按钮,按照发布流程进行操作,在发布之前,也可以使用预览功能对界面进行预览,没问题后进行发布,发布后的界面也支持修改,如下图所示。

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 至此,APP界面开发已经完成,发布成功后的界面会同步到手机APP端,在设备登录IoT平台成功后,即可用自己设计的界面操作设备。界面开发完成后,即可开始设备硬件开发。

开发设备硬件

12、涂鸦提供了三种方式接入IoT平台,分别是Link SDK,MCU SDK,TuyaOS,我们这次开发是采用了MCU SDK的方式接入涂鸦云的,并且选用涂鸦提供的WR3 WiFi模块作为联网模块,如下图所示。

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 13、设置完成后,即可在页面下载功能点调试文件,快速入门指南,MCU SDK,模组串口协议,涂鸦模组调试助手,下载的这些文件,可以帮助我们更好地进行硬件设备开发,如下图所示。

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 14、接下来的工作,需要移植MCU_SDK到小熊派物联网开发板,MCU_SDK是涂鸦IoT平台根据产品的功能点,自动生成的一套设备代码,这套代码需要根据不同的芯片平台进行移植,SDK的代码文件如下图所示。

物联网最佳实践:环境监测设备接入涂鸦物联网开发平台 mcu_api文件,提供一系列开发者主动调用的函数,比如内存操作,数据类型转换,DP数据上报,复位wifi模组,或者wifi模组信息,等等。

protocol文件,开发者需要修改此文件,实现功能点的数据处理,包括下发和上报功能,此文件内有具体的移植提示,需要重点关注。

system文件,主要是涂鸦平台通信协议的解析,一般不需要修改。

wifi.h文件,使用涂鸦sdk里面的函数时,需要包含此头文件。

15、把MCU_SDK里面的文件,复制到工程代码里面,并且添加到编译器里,在编译器里面设置好头文件相关的路径,如下图所示。

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 16、为了更好地进行各种任务调度,软件工程里面添加了一个操作系统抽象层的调度器,并且创建了一些任务事件,关于这个调度器的具体原理及使用方式,可以参考以下文章。

开源 | 嵌入式物联网项目开发 – 基于任务和事件的OSAL调度器_EmbedIoT Studio-CSDN博客

17、对于WiFi模组的各种任务事件处理,主要放在wifi_task.c文件里面,在这个文件里面,主要是对涂鸦wifi协议的初始化,并且创建一个持续的任务,不断获取wifi模块的状态信息,以及不断调用wifi_uart_service()函数处理WiFi模组的任务。

18、wifi_task.c文件还提供了WiFi模组的复位操作,以及清除配网信息操作,关键的源码如下图所示。

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19、当用户在手机界面操作的时候,IoT平台就会下发指令到设备端,设备端需要调用相应的函数进行处理,处理函数在protocol.c文件里面。比如,当用户点击app上面的按钮的时候,打开电机,则开发者需要把电机的驱动函数放到protocol.c相应的DP功能函数里面,如下图所示。 物联网最佳实践:环境监测设备接入涂鸦物联网开发平台

 20、对于需要开发者上报的功能点数据,可以通过MCU SDK提供的功能点上报函数进行处理,在all_data_update()函数里面,有各个功能点的上报函数,这些函数开发者可以在适当的时候进行调用,如下图所示。

物联网最佳实践:环境监测设备接入涂鸦物联网开发平台

 21、大部分的功能逻辑都在user_task.c文件里面进行处理,如周期地获取传感器数据,刷新LCD显示屏,并且周期地把数据上传到涂鸦IoT后台,具体的代码实现如下图所示。

物联网最佳实践:环境监测设备接入涂鸦物联网开发平台

 22、至此,硬件设备相关的开发已经进行得差不多,具体的源码工程我已经上传到gitee,源码的下载链接如下所示。

bearpi_tuya_project: 小熊派接入涂鸦云平台

设备调试

23、界面和设备开发完成后,就可以进行设备调试了,可以通过【智能生活】APP,对设备进行配网操作,配网成功后,就会在APP端看到我们自己设计的界面,可以通过这个界面看到设备上报的信息,以及对设备进行控制。

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 24、除了使用APP进行设备调试之外,也可以使用涂鸦IoT平台上面的设备调试界面,进行设备调试,在页面添加了设备的ID信息后,就可以用APP扫描二维码,进入设备调试界面,这个设备调试界面可以打印出调试过程的数据,有利于开发者进行分析。

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设备发布上线

25、设备开发完成后,就可以进行发布上线,在产品开发的主页面右上角,可以点击【发布产品】按钮,根据界面提示进行操作,即可发布产品,如下图所示。

物联网最佳实践:环境监测设备接入涂鸦物联网开发平台

 26、设备的运行界面以及手机APP的运行界面,如下图所示。

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