目錄

前言

正文

一、IoT Pi 開(kāi)發(fā)板介紹

二、開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)

1. 連接設(shè)備

2. 搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境

3. 開(kāi)始編碼

4. 編譯打包

5. 安裝應(yīng)用程序

6. LED燈開(kāi)關(guān)控制演示

7. 程序升級(jí)改造

8. 如何支持設(shè)備熱插拔??

?結(jié)尾

前言

IoT Pi 是一塊小巧的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)板，開(kāi)發(fā)者們可以把它入門級(jí)開(kāi)發(fā)板來(lái)使用，通過(guò)它熟悉和掌握 MS-RTOS 的開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)技能。今天就來(lái)介紹一下如何使用 Spirit 1 配合?IoT Pi 開(kāi)發(fā)板開(kāi)發(fā)一個(gè) LED 燈控制系統(tǒng)。

正文

一、IoT Pi 開(kāi)發(fā)板介紹

IoT Pi 開(kāi)發(fā)板內(nèi)置了主頻高達(dá)100MHz的 Cortex-M4 處理器，包含512KB的 FLASH 儲(chǔ)存空間和256KB的RAM空間，通過(guò)燒錄系統(tǒng)，能夠保證流暢的運(yùn)行 MS-RTOS 和多個(gè)應(yīng)用程序。另外，IoT Pi 開(kāi)發(fā)板還搭載了 EEPROM 和 SD 卡插座，可用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)和與 PC 機(jī)交互文件。 同時(shí)，還支持 WiFi 功能。IoT Pi 還板載了三個(gè)按鍵和三個(gè) LED 及一個(gè) USB 轉(zhuǎn)串口，使用USB線供電的同時(shí)也能與 PC 機(jī)進(jìn)行串口通信。講了這么多，讓我們來(lái)看看 IoT Pi 開(kāi)發(fā)板長(zhǎng)什么樣吧，如下圖所示：

再來(lái)看一下官方給出?IoT Pi 產(chǎn)品的詳細(xì)參數(shù)：

如果想更加直觀的了解上述硬件模塊，請(qǐng)參看下圖：

好了，通過(guò)上面的介紹，我們基本上對(duì) IoT Pi 開(kāi)發(fā)板有了大致的認(rèn)識(shí)。接下來(lái)就讓我們基于它開(kāi)發(fā)一個(gè) LED 燈智能控制程序吧。

二、開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)

1. 連接設(shè)備

首先，給 IoT Pi 開(kāi)發(fā)板安裝四個(gè)塑料銅柱，方便固定和散熱。接下來(lái)，使用電源線?連接?IoT Pi 開(kāi)發(fā)板和 PC 電腦。

然后，電腦連接 Spirit 1 的 wifi，同時(shí)，連續(xù)按?IoT Pi 開(kāi)發(fā)板的 key1 鍵三次，啟動(dòng)設(shè)備發(fā)現(xiàn)模式，此時(shí)，開(kāi)發(fā)板的三個(gè) LED 燈會(huì)不斷閃爍，表明已經(jīng)進(jìn)入發(fā)現(xiàn)模式。之后，我們?cè)跒g覽器中輸入地址：https://192.168.128.1/#/desktop，進(jìn)入?Spirit 1 界面，打開(kāi)“設(shè)備”，進(jìn)入應(yīng)用內(nèi)選擇添加設(shè)備，具體操作如下圖所示：

當(dāng)然，我們也可以在手機(jī)端操作添加設(shè)備，在下圖中點(diǎn)擊“添加設(shè)備”按鈕。

點(diǎn)擊“添加設(shè)備”按鈕后進(jìn)入掃描設(shè)備頁(yè)面，具體情況如下圖所示：

在掃描設(shè)備頁(yè)面打開(kāi)“高級(jí)設(shè)置”，啟動(dòng)“SmartConfig”開(kāi)關(guān)，輸入SSID和密碼后，點(diǎn)擊“完成”按鈕，比如下圖所示：

在掃描設(shè)備頁(yè)面提示我們發(fā)現(xiàn)了 IoT?Pi 開(kāi)發(fā)板，我們選擇“添加”，操作如下圖所示：??

在添加?IoT?Pi 開(kāi)發(fā)板的過(guò)程中需要輸入設(shè)備密碼，這是系統(tǒng)燒錄時(shí)寫死的，目前官方默認(rèn)開(kāi)發(fā)板的密碼是1234567890，如果輸入錯(cuò)誤會(huì)給出“設(shè)備拒絕連接，請(qǐng)重試”的提示，具體如下圖所示：

完成添加后，我們?cè)谠O(shè)備列表中就可以看到?IoT?Pi 開(kāi)發(fā)板的設(shè)備了，如下圖所示：

完成設(shè)備添加后，我們開(kāi)始進(jìn)行開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建工作。?

2. 搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境

在 PC 端搭建愛(ài)智系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境還是非常方便的，可以直接使用 VSCode 開(kāi)發(fā)工具，再安裝一個(gè) EdgerOS 開(kāi)發(fā)插件。插件的安裝也非常方便，在 VSCode 中擴(kuò)展程序中搜索 edger 關(guān)鍵字，會(huì)出現(xiàn)下圖所示的插件工具，點(diǎn)擊“安裝”即可。

安裝完成后，在 VSCode 的左下角選擇“創(chuàng)建項(xiàng)目”，具體操作如下圖所示：?

項(xiàng)目創(chuàng)建頁(yè)面會(huì)出現(xiàn)很多模板庫(kù)，如果只有兩個(gè)或者沒(méi)有模版，可以嘗試點(diǎn)擊左下角的“刷新模板信息”按鈕。如果還是沒(méi)有，可以切換倉(cāng)庫(kù)源為 Gitee，因?yàn)殚_(kāi)發(fā)插件默認(rèn)的倉(cāng)庫(kù)源在?Github 上，國(guó)內(nèi)很多用戶可能會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)問(wèn)題導(dǎo)致無(wú)法訪問(wèn)，具體操作可以參考下圖：

獲取全部模板庫(kù)之后，我們可以從中看到一個(gè)名為“IoT Pi”的模板庫(kù)，因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)備就是 IoT Pi 開(kāi)發(fā)板，因此選擇這個(gè)模板庫(kù)初始化項(xiàng)目工程，選擇“立即應(yīng)用”，具體操作請(qǐng)看下圖：

點(diǎn)擊“立即應(yīng)用”后，我們進(jìn)入了項(xiàng)目信息頁(yè)面，可以參考下圖完成項(xiàng)目配置，然后選擇“立即創(chuàng)建”。? ?

工程創(chuàng)建后，我們可以看到一個(gè)前后端分離的工程目錄，其中，iotpi目錄是后端邏輯部分，web目錄中是前端頁(yè)面部分。?

3. 開(kāi)始編碼

引入依賴庫(kù)和定義部分變量，代碼如下：

const Web = require("webapp");var Device = require("device");/* IoT Pi device */var iotpi = undefined;/* IoT Pi devices */var iotpis = new Map();const app = Web.createApp();app.use(Web.static("./public", { index: ["index.html", "index.htm"] }));

選擇設(shè)備服務(wù)接口，代碼如下：

app.post("/api/select/:devid", function(req, res) {	iotpi = new Device();	iotpi.request(req.params.devid, function(error) {		if (error) {			res.send({				result: false,				code: 50004,				message: `設(shè)備錯(cuò)誤：${error.message}`			});			iotpi = undefined;		} else {			res.send({				result: true,				code: 20000,				message: "success"			});			iotpi.on("lost", iotpiRemove);			iotpi.on("message", function(msg) {				io.emit("iotpi-message", msg);			});			iotpi.send({ query: true }, function(error) {				if (error) {					console.error("Query IoT Pi error:", error.message);				} else {					console.log("Query IoT Pi Ok!");				}			}, 3);		}	});});

啟動(dòng)?Socket IO 通道，用來(lái)完成前后端的消息通訊，代碼如下：

/* Socket IO */var io = require("socket.io")(	app, {		path: "/iotpi",		serveClient: false,		pingInterval: 10000,		pingTimeout: 5000,		cookie: false	});// 客戶端連接或者斷開(kāi)io.on("connection", function(sockio) {	sockio.on("iotpi-control", function(msg) {		if (iotpi && iotpi.devid) {			console.log("Client send message:", JSON.stringify(msg));			iotpi.send(msg, function(error) {				if (error) {					console.error("Send message to IoT Pi error:", error.message);				}			}, 3);		} else {			sockio.emit("iotpi-error", { code: 50002, error: "無(wú)效設(shè)備!" });		}	});	sockio.on("iotpi-list", function(result) {		var devs = [];		iotpis.forEach(function(iotpi) {			devs.push(iotpi);		});		result(devs);	});});

監(jiān)控設(shè)備的連接狀態(tài)，可能設(shè)備會(huì)有熱插拔的操作，代碼如下：

// 移除設(shè)備Device.on("lost", function(devid) {	if (iotpis.has(devid)) {		iotpis.delete(devid);		if (iotpi && iotpi.devid === devid) {			iotpiRemove();		}		io.emit("iotpi-lost", devid);	}});// 添加設(shè)備Device.on("join", function(devid, info) {	if (info.report.name === "IoT Pi") {		var devobj = {			devid: devid, alias: info.alias, report: info.report		};		iotpis.set(devid, devobj);		io.emit("iotpi-join", devobj);	}});function iotpiRemove() {	if (iotpi) {		iotpi.release();		iotpi.removeAllListeners();	}}

4. 編譯打包

其實(shí)，前后端目錄可以理解成兩個(gè)多帶帶的 Node.js 工程，在 iotpi 和 web 目錄中分別執(zhí)行如下命令：

npm install

執(zhí)行成功后，兩個(gè)目錄中各自生成了自己的 node_modules 目錄。

進(jìn)入 web 目錄，執(zhí)行如下命令進(jìn)行編譯打包：

npm run build

命令執(zhí)行成功后，會(huì)生成對(duì)應(yīng)的 dist 目錄。最后，需要將其中的文件拷貝到 iotpi 的 public 目錄中。

5. 安裝應(yīng)用程序

在安裝應(yīng)用程序之前，我們可以參考下圖添加新的 IoT Pi 設(shè)備選項(xiàng)。

添加設(shè)備之后，我們選擇“安裝 EdgerOS APP”，具體操作如下圖所示：

安裝過(guò)程中可能會(huì)遇到如下兩個(gè)問(wèn)題，這里記錄一下。

問(wèn)題1. Install EdgerOS App : Error: edger connect illegalConnect

這個(gè)錯(cuò)誤不用擔(dān)心，其實(shí)是你沒(méi)有連接 Spirit 1 的 wifi，切換 wifi 網(wǎng)絡(luò)就好了。

問(wèn)題2. Install EdgerOS App : Error: edger connect wrongPassword?

這個(gè)問(wèn)題其實(shí)是設(shè)備開(kāi)發(fā)密碼寫錯(cuò)了，需要重新填寫一遍，具體可以參考下圖獲取。

正確安裝應(yīng)用程序后，會(huì)給出如下提示：?

Install app success

具體如下圖所示：

6. LED燈開(kāi)關(guān)控制演示

程序安裝成功后，我們回到瀏覽器頁(yè)面（https://192.168.128.1/#/desktop）中， 會(huì)發(fā)現(xiàn)主頁(yè)中新增了一個(gè) IoT Pi Trying 的應(yīng)用圖標(biāo)，具體如下圖所示：

點(diǎn)擊圖標(biāo)進(jìn)入應(yīng)用程序中，在設(shè)備列表中選擇 IoT Pi 設(shè)備，此時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)備權(quán)限問(wèn)題，如下圖所示：

那么，我們可以在系統(tǒng)設(shè)置中進(jìn)行授權(quán)，如下圖所示：

完成授權(quán)后，就可以進(jìn)入設(shè)備操作界面了，在界面中控制三個(gè) LED 燈的打開(kāi)和關(guān)閉，同時(shí)，手動(dòng)操作開(kāi)發(fā)板的開(kāi)關(guān)，操作頁(yè)面也會(huì)隨著變化，具體如下所示：

為了更加形象的展示實(shí)現(xiàn)效果，我們來(lái)看一段視頻：

7. 程序升級(jí)改造

其實(shí)，我們還可以進(jìn)一步修改程序，在頁(yè)面左上角添加一個(gè)總的開(kāi)關(guān)按鈕，同時(shí)控制開(kāi)發(fā)板上三個(gè) LED 燈的打開(kāi)和關(guān)閉。編碼實(shí)現(xiàn)也非常簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)時(shí)分別發(fā)送三條控制就可以了，下面看一下實(shí)現(xiàn)效果：

全部 LED 燈都打開(kāi)的情況：

全部 LED 燈都關(guān)閉的情況：?

8. 如何支持設(shè)備熱插拔??

在開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)是支持設(shè)備熱插拔的，我非常好奇其中的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，因此自己特別留意了一下。最終發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備的連接和斷開(kāi)狀態(tài)是通過(guò)心跳包機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這符合我們常規(guī)的做法。通過(guò)每15秒一次的 ping 請(qǐng)求來(lái)判斷設(shè)備是否在線，具體如下圖所示：?

設(shè)備離線時(shí)的彈窗提醒：

設(shè)備上線時(shí)的彈窗提醒：

結(jié)尾

好了，本次利用?Spirit 1 配合 IoT Pi 開(kāi)發(fā)板開(kāi)發(fā)一個(gè) LED 燈控制系統(tǒng)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)歷就介紹完了，是不是非常精彩？自己非常喜歡在 EdgerOS 系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的感覺(jué)，架構(gòu)設(shè)計(jì)清晰合理，技術(shù)棧簡(jiǎn)單易學(xué)，設(shè)備性能也非常給力，總之是一次非常愉快的開(kāi)發(fā)體驗(yàn)。如果你感興趣的話，也來(lái)一期參與吧！一起為國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)加油助力！

【本文正在參與"2021愛(ài)智先行者-征文大賽"活動(dòng)】，活動(dòng)鏈接：https://bbs.csdn.net/topics/602601454?