独立MCU方案接入机智云

mcu快速开发LED灯参考代码

概述

机智云平台是致力于物联网、智能硬件云服务的开放平台。机智云专注于提供智能云服务及物联网的软硬件解决方案，帮助传统硬件厂商产品升级，快速实现硬件智能化。要实现硬件的智能化，除了硬件本身外，还需要实现：智能云平台、手机APP、联网模块，每一个领域都需要专业的团队来支撑。机智云提供完整的解决方案，让厂商或开发者只需要专注于自身产品硬件。以最小的成本和风险实现硬件智能化，获得产品最大的增值。本文主要介绍设备接入机智云基本流程。

设备与机智云数据交互流程.

以一款空调为例。空调厂家开发者开发空调电控板的时候，使用移植机智云GAgent的WiFi/GPRS模组建立桥梁，使空调设备的数据与机智云互联互通。设备与机智云数据交互的基本数据流如下图。

设备与机智云数据交互流程图

在机智云官网创建设备产品.

这里以“智能灯”的例子介绍设备接入机智云的整个流程。

1.注册机智云开发者账号

进入机智云官网开发者中心，根据界面指引注册开发者账号。

2.登录账号，选择对应项创建新产品

创建新产品图

3.填写设备产品基本信息

填写设备产品基本信息图

4.项目基本信息

在机智云官网上已成功创建智能灯产品，机智云为该产品分配Product Key和Product Secret参数。Product Key参数由开发者写入设备MCU（设备主控板），并告知WiFi/GPRS模块，WiFi/GPRS模块登录机智云后，机智云将会识别该Product Key的产品。Product Secret参数是APP开发或服务器对接时所使用的参数。

项目基本信息图

创建数据点

数据点即设备产品的功能的抽象，用于描述产品功能及其参数。创建数据点后，设备与云端通讯的数据格式即可确定，设备、机智云可以相互识别设备与机智云互联互通的数据。

数据点概图

1.数据点详解

数据点定义基本内容可分为显示名称，标识名，读写类型，数据类型及备注。概图如下：

1.1 显示名称：自定义功能点名称。

1.2 标识名：用于应用层传输，客户端或业务云开发时需要使用。命名规则遵循标准的开发语言变量名命名规范，支持英文字母、数字和下划线，以英文字母开头。

1.3 读写类型：

①　只读：表示该数据点非控制，数据只支持从设备上报。

②　可写：表示该数据点可控制。设备端可上报该数据点数据；云端/客户端可对该数据点数据做出下发控制。

③　报警：表示该数据点非控制，数据只支持从设备上报，数据类型需为布尔值。

④　故障：表示该数据点非控制，数据只支持从设备上报，数据类型需为布尔值。云端会对设备上报的该数据点做统计，可在“运行状态”查看。

1.4 数据类型：

①　布尔值：表示两个状态：0，或1。如开关状态等，建议使用布尔数据类型。例如GoKit开发板的“宠物屋”，“开启/关闭红色灯”该数据点。

②　枚举类型：可定义一个有限的取值集合。当定义的某个功能（元器件）有固定的若干个值。例如GoKit开发板的“宠物屋”，“设定LED组合颜色”该数据点的枚举定义值：“自定义,黄色,紫色,粉色”。

③　数值：填写数值范围，数值可为负数/小数，机智云自动将数值转换为正数。例如GoKit开发板的“宠物屋”，“设定电机转速”该数据点：电机有正反转、调速功能，数据点值可定义为：-5～5。

④　扩展：填写数据长度，数据内容由用户自定义。对于上述功能点无法满足的复杂功能可采用。机智云不建议使用此类型数据，设备上报该数据点的数据，机智云无法识别。

1.5 备注：选填，用一段文本描述当前数据点的功能及定义方法，对字符格式不做限制。只用于提高数据点的易读性，如果需要团队协作开发，建议规范填写。

1.6 数据点数值型分辨率、增量换算实现原理

如以上提到，在定义数值型数据点的时候，取值范围可以使用包括小数、负数等非uint类型数值，熟悉嵌入式开发的开发者会知道，这些数值在设备端都是不被支持的。

机智云为了让设备功能定义更加简单直接、所见即所得，研究出来一套算法，用于将用户输入的数值转换成设备能够识别的uint类型，这套算法的核心公式是：y=kx+m。

y表示“显示值”，就是用户可见的最终数值，也是数据点定义时输入的值。包括Ymin(最小值) 和 Ymax(最大值)。

x表示“传输值”，就是实际指令间传输使用的数值，云端/客户端接收到的值。一定是uint格式。也包括 Xmin 和 Xmax。

k表示“分辨率”，就是用户输入的分辨率一值，确定了每个取值的步进。

m表示“取值偏移量”或“增量”，算法通过m值将y值偏移到满足x值uint格式的要求，m值默认等于Ymin，确保Xmin＝0 。

以下用一个电子温度计举例说明换算过程数据点内容：取值范围：-30（Ymin） ~ 50（Ymax），分辨率：0.1

根据公式：y=kx＋m，m默认等于Ymin -30
Xmin = (-30+30) / 0.1 = 0
Xmax = (50+30) / 0.1 = 800

2.根据产品需求，分析硬件开发需求

“智能灯”的产品需求是：将RGB_LED灯的开关状态和调色功能同步到手机APP，可以使用APP远程控制灯。

3.结合设备功能需求，分析设备数据点需求

设备数据点需求

4.创建4个对应数据点

创建数据点-1

创建数据点-2

创建数据点-3

5.修改数据点

修改数据点-1

修改数据点-2

智能灯MCU开发

1.自动生成MCU SDK

自动生成的MCU SDK代码实现了机智云通信协议的解析与封包、传感器数据与通信数据的转换逻辑，并封装成了简单的 API。当设备收到云端或 APP 端的数据后，程序会将数据转换成对应的事件并通知到应用层，开发者只需要在对应的事件处理逻辑中添加传感器的控制函数，便可完成产品的开发。这里选择独立MCU方案、硬件平台STM32f103c8x后，机智云直接生成适应STM32f103c8x的工程代码。

自动生成MCU SDK-1

自动生成MCU SDK-2

自动生成MCU SDK-3

GoKit的RGB_LED

2.MCU SDK文件内容目录结构

如下图，其中黑色标注部分为STM32f103cx8硬件平台开发基本文件。绿色标注部分为机智云逻辑部分，硬件的串口驱动、定时器驱动、按键驱动等驱动实现完毕，开发者可直接在Gizwits_product.c&Gizwits_product.h文件编写硬件动作执行函数。

MCU SDK文件内容目录结构

其中主要文件说明：

文件	说明
Gizwits_product.c	该文件为产品相关处理函数，如gizEventProcess()平台相关硬件初始化，如串口、定时器等。
Gizwits_product.h	该文件为gizwits_product.c的头文件，存放产品相关宏定义如：HARDWARE_VERSION、SOFTWARE_VERSION
Gizwits_protocol.c	该文件为SDK API接口函数定义文件
Gizwits_protocol.h	该文件为gizwits_protocol.c对应头文件，相关API的接口声明均在此文件中。

协议API介绍

API名称	API功能
Void gizwitsInit(void)	gizwits 协议初始化接口。用户调用该接口可以完成 Gizwits 协议相关初始化（包括协议相关定时器、串口的初始化）。
Void gizwitsSetMode(unit8_t mode)	参数mode[in]：仅支持0,1和2,其他数据无效。参数为 0，恢复模组出厂配置接口，调用会清空所有配置参数，恢复到出厂默认配置; 参数为 1 时配置模组进入 SoftAp 模式；参数为 2 配置模组进入 AirLink 模式。
Void gizwitsHandle(dataPoint_t *dataPoint)	参数 dataPoint[in]:用户设备数据点。该函数中完成了相应协议数据的处理即数据上报的等相关操作。
Int8_t gizwitsEventProcess(eventInfo_t info,uint8_t data,uint32_t len)	参数 info[in]:事件队列参数 ; data[in]:数据; 参数 len [in]:数据长度。用户数据处理函数,包括 wifi 状态更新事件和控制事件。a) Wifi 状态更新事件WIFI_开头的事件为 wifi 状态更新事件，data 参数仅在WIFI_RSSI 有效，data 值为 RSSI 值,数据类型为 uint8_t，取值范围 0~7。 b) 控制事件与数据点相关,本版本代码会打印相关事件信息，相关数值也一并打印输出，用户只需要做命令的具体执行即可。

3.开发步骤

3.1 程序主函数

位置：main.c 中 main()函数

main函数截图

函数	说明
SystemInit()	平台相关的硬件初始化 ==（非 MCU SDK API，不同的平台名称可能不同）==
userInit()	用户相关的初始化，如：外设驱动初始化、打印串口初始化 ==（非MCU SDK API，不同的平台名称可能不同）==
gizwitsInit()	平台、协议处理初始化，如：用户定时器初始化、协议通信串口初始化（MCU SDK API）
userHandle()	用户事件回调函数，用户可以自定义事件在该函数中完成相应的协议处理。==（非MCU SDK API，不同的平台名称可能不同）==
gizwitsHandle()	协议相关的主函数 ==（MCU SDK API）==

3.2 移植RGB_LED驱动程序

从MCU SDK文件内容目录结构看到，自动生成MCU代码里面没有rgb_led灯驱动，我们可以去机智云官网，开发者中心，下载中心，去参考下载其他含rgb_led灯驱动的项目，把里面的rgb_led灯驱动提取出来移植，以移植微信宠物屋rgb_led灯驱动为例。

MCU SDK文件内容目录结构

下载1

下载2

我们把刚刚下载的微信宠物项目解压，进入如下目录，可以看到有个rgb_led灯驱动文件夹，把文件夹复制到自己的自动生成MCU驱动目录里面

移植1

移植2

回到我们自己MCU代码，在驱动目录里面添加rgb_led驱动文件

移植3

移植4

在main.c和gizwits_product.c文件加入#include “Hal_rgb_led/Hal_rgb_led.h”

移植5

移植6

3.4 用户程序初始化

位置：main.c 中 userInit() 函数

用户初始化函数

3.5 WiFi模块Reset/入网方式

设备需要进入配置模式才能进行联网，并与云端进行通信，MCU SDK在工程中是通过按键触发进入相应的配置模式。这里，我们简单地添加成功触发WiFi模组进入AirLink配置模式后LED灯亮起。

进入 Soft AP 模式：key2 按键短按。

Soft AP 模式

B. 进入 AirLink 模式：key2 按键长按亮蓝blue灯。

AirLink 模式

C. 模组复位：key1 按键长。

模组复位

3.6 处理云端/APP发送过来的控制事件。

与控制型协议相关的函数调用关系如下：

处理云端/APP发送过来的控制事件

函数调用说明：

函数	说明
protocolIssuedProcess	该函数被 gizwitsHandle 调用，接收来自云端或 app端下发的相关协议数据，==MCU SDK自处理，开发者可不关注==
ACTION_CONTROL_DEVICE	进行“控制型协议”的相关处理，==MCU SDK自处理，开发者可参考协议进一步理解==
gizDataPoint2Event	根据协议生成“控制型事件”，并进行相应数据类型的转化转换，==MCU SDK自处理，开发者可参考协议进一步理解==
gizwitsEventProcess	根据已生成的“控制型事件”进行相应处理（包括相应的驱动函数），==需开发者处理控制事件==

相关代码位置：…\Gizwits\gizwits_product.c 中 gizwitsEventProcess() 函数：

功能说明：完成写类型外设的事件处理。

相应代码：

gizwitsEventProcess() 函数1

gizwitsEventProcess() 函数2

3.7 上报设备状态

与上报型协议相关的函数调用关系如下：

上报设备状态函数调用逻辑

函数调用说明：

函数	说明
userHandle	获取用户区的上报型数据，需开发者关注
gizCheckReport	判断是否上报当前状态的数据，MCU SDK自处理，开发者可不关注
gizDataPoints2ReportData	完成用户区数据到上报型数据的转换，MCU SDK自处理，开发者可不关注
gizReportData	将转换后的上报数据通过串口发送给 WiFi 模块，MCU SDK自处理，开发者可不关注