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基于STM32对接涂鸦wifi模块经验分享

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攻城狮Melo 发布时间:2023-6-11 19:00
前言

本项目从了解平台到样品实际落地,还是挺方便的,这得得益于涂鸦的SDK和相关资料,

本文意在于对本次项目做个笔记,方便以后再次用到,也给大家一个参考。

最后所有的资料原理图和程序都会上传至资源。

一、如何选择合适的涂鸦wifi模块?

第一步,在这个问题上,没有接触过涂鸦的朋友或许会犯迷糊。

没办法,没法偷懒了(按照以前开发的流程,厂家推荐一款wifi模块,大部分时间会花在写模块驱动,测试上面),只能自己去看看平台操作流程,去看资料,然后直接试着操作起来,之后才发现其实涂鸦生态做得挺完善的,只要熟悉了整套系统,哪个部分都不需要画太多时间,可能涂鸦项目画PCB需要的时间才是最多的了。

因为wifi模块驱动,手机APP涂鸦都做好了……而且,你需要做什么产品,平台会推荐你最合适的wifi模块,前提是你得在IoT平台上创建产品。

所以使用那个型号的涂鸦wifi模块不需要自己根据每一个型号的资料去选择,进入涂鸦 IoT平台,注册账号后,创建你需要设计的产品,配置好自己产品功能后,平台自己会给你推荐合适的wifi模块。

二、涂鸦IoT平台操作2.1 创建产品

接下来就来讲解一下涂鸦IoT平台的操作,账号肯定得注册一个,然后在产品栏目,找到创建产品,如下图(图中因为以前创建过,所以有一个存在产品):

微信图片_20230611185349.png

点进去以后,界面如下,可以看到涂鸦已经给产品分好了类,而且基本上物联网领域能关联的设备都包含了,在这个里面选择你的产品或者方案对于或者相似的产品:

微信图片_20230611185353.png

我们这里点击一个插座看看:

微信图片_20230611185359.png

2.2 添加标准功能

点击创建产品,会让你给产品方案取个名字,然后接下来会让你配置功能,其中会有几个必选功能,因为作为智能插座,几个必须具备的基础功能他会给先定好,其他的额外功能根据自己的需求去选择:

微信图片_20230611185403.png

选择好以后如下图:


" ?/ `/ W; g1 ?* k: b' @

微信图片_20230611185414.png


, e) k9 f, g  l3 |5 r7 N; t1 Q9 F2.3 APP界面设置

接下来就是设计自己产品APP上的界面了,在上图中点击下一步设计面板,我这里随便选了一个:


0 Q& C  C% y% W" ]0 {

微信图片_20230611185422.png

: m9 p" q) L4 Y0 I0 h. t

通过手机扫描上面的二维码,可以看到刚才创建的产品:

2 T$ b, z$ m/ k9 b- _6 x( Q

微信图片_20230611185426.png


; A, y4 K3 ~5 I. `$ L

2.4 ☆硬件选择☆

根据步骤提示,接下来是就是选择硬件了:


4 G& q, a6 b# V/ k: \4 ?# O1 j

微信图片_20230611185453.png

9 K& K6 I3 i2 C4 i, v

我们随便选择,点第一个模块:


$ {# j- b# S/ i( ]- P, z

微信图片_20230611185456.png

! p( C% r0 G) L& J

点击生成固件,然后就可以下单买样品了,功能按照我们自己的选择配置会在固件里面设置好,只需要自己画个电路图:

4 k5 w1 B9 Q' j7 O6 A( q0 s

微信图片_20230611185459.png


2 w1 s8 h2 {$ J$ j: N8 Y* p

硬件设计也可以点击参考电路设计,也会根据你选择的模块给出参考电路图:


3 r+ A5 y- C  y' |: S; y1 D" i
' F7 v8 }0 ^  d% Z! q
微信图片_20230611185502.png

4 p5 S" q) E' ~5 s4 B- z. y+ Y. G  {# T: C, m8 z* n) k2 w
- p3 A, u4 F+ U% S

* `5 ^, Y* y$ A! @
2.5 其他说明

完成以上设置后,基本上模块选型就完成了,后面的第4步和第5步可以暂时不管:

/ N% v( {& t1 ]4 h

微信图片_20230611185506.png


! F- g+ ~8 L9 P  q: i" f" ~% W" i

如果是做一个上面描述的插座产品,工程师做的只是需要在IOT平台做一下选择配置,根据自己设定的功能引脚设计电路图,最后焊接完成后,基本上电配好网,直接手机控制插座开关了,app也能实时显示插座开关状态

上图的示例是创建了一个插座的新品,而且是零代码开发的,不存在SDK移植之类的,因为不需要,简单标准的功能涂鸦可以直接做好固件程序,根据你配置好的功能采购的模块就直接上电可以用,无需另加MCU。

我们回头来看一下产品的生产管理,可以看到除了我以前创建的产品,多了一个我们刚才创建的插座,除了这些标准的产品,在遇到一些定制化项目产品不是那么常规标准的情况下,就得使用通用模块进行SDK移植了:


8 F8 a4 u$ l1 X" P1 w$ \

微信图片_20230611185510.png


7 U% R  z( h( j* ~) `7 f

在上图中的第二个名为demo产品,人体红外传感器中选择的功能如下:

4 P9 k+ b0 S( z1 I% ?9 J. Z

微信图片_20230611185514.png


1 ?% q, w  t5 {

除了人感基本的有无人信息,还有继电器控制开关,还有预约功能,倒计时,其实还可以自己加很多功能,只需要注意增加功能的数据类型,属性,是为了后面自己写程序的时候不会出错。

在硬件开发部分,涂鸦推荐的模块为 TYWE3S Wi-Fi模组(当时选完功能后就只有这么一个模块推荐),因为这个是需要移植SDK的,需要自己外带一个MCU做处理,所以这个界面中,有 下载资料 这么一栏,主要是MCU SDK下载:

0 p5 {" L$ s" n: [  r2 h

微信图片_20230611185517.png

! b0 t7 o% z, U$ v3 V* u* P

如果是做一个需要移植SDK的产品,那除了电路图设计,还得根据自己选择的MCU型号移植一下官方的SDK包,我们这里记录的是使用 STM32F103C8T6 芯片进行的移植操作


, e# @6 s& V- J( |& a4 G

三、SDK移植

下载好SDK包,打开后里面包含的文件如下图:

! Y1 e) a) B( i$ f5 C+ v( P

微信图片_20230611185522.png


; [6 {" `$ Q! k% ~. ~- W3 Q2 }

SDK的移植,官方有详细视频教程:涂鸦官方SDK包移植教程

官方的文档教程:涂鸦官方SDK包移植文档说明

我这里就把自己移植的过程作记录一遍, 我个人整体来说,没有详细的一点一点去看文档和视频,只是大概浏览一下,然后几个大步骤注意,都是修改编译,然后出了error 以后找到问题所在,去修改的:

$ s( i  |: w  O5 g

3.1  添加对应的文件和头文件

在需要使用到wifi功能的文件中包含一下wifi.h文件,#include "wifi.h",主函数中肯定需要,其他地方需不需要没必要特意去看,用到的时候没包含报错了,我们再包含也不迟

' b7 d( \: K5 z7 K& i1 y* Z  j! y! m

微信图片_20230611185525.png


# o4 p1 n- ]" h( s8 @$ ?# o


. [* o+ p5 s& c

3.2 添加 PRODUCT_KEY 定义

PRODUCT_KEY  就是我们在IoT平台创建的产品 ID,如下图:

9 H. b) q. q/ Y
' ~' L3 P6 I) s- s* e$ z! D$ M
微信图片_20230611185528.png

, U# V  c( k6 c+ f9 b

  1. & M4 g! A$ Q1 J5 G$ K
  2. /******************************************************************************! f- a0 u7 o2 L7 B: y" n5 W
  3.                        1:修改产品信息
    ( o9 X1 p- w5 R5 V
  4. ******************************************************************************/
    % S& R6 N) s( }; A; l! \% i
  5. #define PRODUCT_KEY "v2psrivahslotbha"    //开发平台创建产品后生成的16位字符产品唯一标识% c2 b: m. |& B

  6. # A* C3 l+ M7 k( U0 D
  7. #define MCU_VER "1.0.0"         //用户的软件版本,用于MCU固件升级,MCU升级版本需修改
    : n1 {1 I4 x4 ~6 }' o

  8. " V+ F" L" F7 U8 u9 P
  9. /*  模块工作方式选择,只能三选一,推荐使用防误触模式  */
    , r/ k# M0 O( A/ Q
  10. #define CONFIG_MODE     CONFIG_MODE_DEFAULT             //默认工作模式
复制代码

$ M  z/ \, o5 O. j9 b2 \/ J3 W  Z" m  N! B) n
3.3 调用 wifi_protocol_init 函数

在 MCU 串口及其他外设初始化后调用 mcu_api.c 文件中的 wifi_protocol_init() 函数。我样品使用的是串口3和涂鸦wifi连接的,然后波特率为9600:


4 A$ ^7 o0 _' b" l0 I* R) j+ C4 y3 b

微信图片_20230611185534.png

/ @3 d$ t$ @. Q! f
3.4 串口收发处理

串口发送:

将 MCU 串口单字节发送函数填入  protocol.c 文件中  uart_transmit_output 函数内,并删除 #error。

就是我们使用的MCU,哪个串口连接的涂鸦wifi,自己把此串口发送一个字节的函数放在uart_transmit_output 函数内:

4 T  i! K: @* t2 i  S

微信图片_20230611185539.png


) |! y6 c7 ~, S, l8 V( s

串口接收:

在串口接收中断服务函数里面调用  mcu_api.c 文件内的  uart_receive_input 函数,并将接收到的字符作为参数传入。

, h+ P% x: M9 u

微信图片_20230611185542.png


) T/ g( k( b# j; u4 B2 r

3.5 调用 wifi_uart_service函数

单片机进入 while(1) 循环后调用 mcu_api.c 文件内的 wifi_uart_service() 函数。


) u; P+ E& \5 Q2 S6 R

微信图片_20230611185545.png

: I! H* H7 W% S% H4 y; ~9 c0 [

3.6 设备上电初始状态上报

修改  protocol.c 中的函数  all_data_update(void) ,此函数是产品上电状态,这个可以根据自己的意愿上报初始状态:

0 w( e. t; x2 h* @% f. y/ `

微信图片_20230611185553.png

) `( u+ k) E( Q6 a1 P3 R

那么这些DP点在哪里看到定义呢,是在 protocol.h 文件中有定义,这也是和我们当时自己设置的产品功能一一对应的:

4 a- N+ |7 t4 x0 H

微信图片_20230611185555.png

" D- c+ a0 W% j! T0 x  y/ F
3.7 完善下发操作

完成每个下发DP点自己需要的操作,在 protocol.c 文件中,每个可下发的 DP 点,都有一个单独下发数据处理函数。格式为 dp_download_xxx_handle(),比如我们进行开关控制继电器动作:


8 C/ @9 G9 x9 h/ p9 O

微信图片_20230611185601.png


" c- ?! T6 k/ b, ?1 u

3.8 其他细节处理

人感的状态上报我是放在主函数中判断:


+ x+ P1 F; n4 T

微信图片_20230611185610.png


# m/ T3 `8 A: W1 p/ v2 c7 |

在官方文档中,进行到这一步,还需要配网指示灯的添加,我这里没有用到,因为我选择的是 wifi模块自动处理按键和LED指示,这是在当时选择wifi模块的时候的一个可选择的功能,我选择的是wifi模块自动控制,使用的是官方推荐的参考电路,参考电路如下:

2 v& S7 z0 Q9 _1 y

微信图片_20230611185613.png


& `  A/ w. q! ^: i/ m

但是记住,模块自动控制的话,需要在 protocol.h 中定义WIFI_CONTROL_SELF_MODE,默认是注销的:


, `1 {+ q. g2 {) x( k5 B- k

微信图片_20230611185616.png

% Y0 T  o6 N! _$ e% n$ ^* C

完成以上步骤,基本移植完成,但是还是有些地方需要修改,但是这些修改都是可以根据编译后的错误,找到错误位置进行修改,每个错误的地方基本都有注释说明,很简单的。最后直到编译完全通过,wifi模块的驱动就已经完成了。


9 e9 G  p0 I4 B; p

四、配网操作测试

样品使用的配网方式是  wifi模块自动处理 方式,默认是长按按键 5 S,切换配网方式(AP模式 和 Smart模式相互切换)

Smart 模式(快闪):操作简便,通常以指示灯快闪做指示。. r% H7 }; g6 D* O
AP 模式(慢闪):配网可靠,通常以指示灯慢闪做指示。

配网需要使用到涂鸦app,我们这里使用Smart模式延时一下具体步骤:

+ C( S4 x& o. Y3 u7 d

1、 在app中点击右上角加号,选择你所需要的添加的设备,我这里选择的是下图中的第一个,wifi类型的传感器:

微信图片_20230611185619.png

2、 选好设备以后,在弹出的页面选择你所需要连接的wifi名字和密码:

微信图片_20230611185622.png

3、 到下一步,注意文字提示,需要保证wifi模块处于对应的配网状态下:

微信图片_20230611185625.png

4、 等待设备自动配网,需要一点时间,我这边每次设置大概在30S左右就能连接上:

微信图片_20230611185628.png

5、 添加成功提示:

微信图片_20230611185644.png

6、 最后就可以测试,根据自己定义的几个功能,有人无人,状态变化,然后通过界面上的按钮,可以操作继电器通断,实际测试下来功能完全OK,整体来说还是达到的基本的效果:


, c0 C. J3 z% @9 k* h, H; Q. r  ]

微信图片_20230611185741.png


+ s* S6 z! |* i2 M: W& f

整个过程基本上没有遇到疑难杂症之类的问题,不得不说,涂鸦的生态还是做得挺好的!!

* J  O# r' l! L- H

五、硬件原理图

因为许多小伙伴找我要原理图和,所以干脆这里就把重要部分原理图贴上。

硬件部分主要有几个重要点:

1、供电部分,220V 转 5V/3.3V;

2、控制电源开关部分,使用继电器控制;

3、WiFi模块部分;

4、STM32部分;

本部分不上原理图,因为最小系统都一样,可参考:

STM32 非接触测温测温传感器 项目记录(ModbusRTU协议)中的STM32部分原理图。

5、人体感应部分。(本部分不上原理图,方案很多,比如最简单的BISS001)


: k+ T0 B7 @+ e( G9 O( N1 ~- q

5.1 涂鸦模块部分

涂鸦模块的型号是根据上文提到的如何选择涂鸦模块操作,最后涂鸦官方给出的:

% H  [4 r  R4 s' r  b+ R8 [

$ R  U3 o8 K# w) m7 ]: S
微信图片_20230611185745.png

& G  b# [* R2 `' j* d& u* \; B. ?/ p! G5 ^5 @9 D
* p4 D4 P) O9 E7 c
9 w  g) p1 R( Y( D# x: V3 C
5.2 供电部分

供电部分用了电源模块:

& o& C0 x, e( D( y* R1 G+ z

4 Q% D& g- `6 a! i. O" t5 O
微信图片_20230611185751.png
' e% _* _% l8 z* Y# X+ e

6 Q! N* W) ~& _' A& ?! N
2 _4 _3 g. J/ p% ]
5.3 控制部分

控制部分使用继电器,欧姆龙的G5Q-14:

5 _- K  u8 o% {$ S1 F
微信图片_20230611185754.png

) z+ r( y6 B- h7 Q/ ~/ Y! Z  {* |  A2 i9 R2 X2 Z
如有侵权请联系删除
+ l4 p1 Q; ~) M转载自:矜辰所致
5 ?4 e. f6 g9 A* t+ ^! o, M6 U" F

6 H; ]. _& D1 p7 Z. T5 u* H3 u: a

( r( _2 a% h, ?4 x8 D
3 o9 J+ e6 I9 P# T: Q
! ~7 _. m0 r) \  Z% W
5 u# @  l7 o" x7 Y" {1 E2 _( `0 w7 m, A2 {" C0 @- q- A; k3 O, }
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