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本帖最后由 卡米拉 于 2021-3-25 13:52 编辑
演示视频
一、适用范围
本文档适合大彩PM 4G系列串口屏产品使用。
二、开发环境版本
1. VisualTFT软件版本:V3.0.1.1133及以上的版本。
版本查看:
1) 打开VisualTFT软件启动页面如图2-1软件版本,右上角会显示的软件版本号;
图2-1软件版本
2) 打开VisualTFT,在软件右下角可以查看软件版本图2-2软件版本,最新版本可登录http://www.gz-dc.com/进行下载。
图2-2软件版本
2. 串口屏硬件版本:M系列固件 >= V6.3.257.00。
版本查看:
1) 查看屏幕背面版本号贴纸;
2) VisualTFT与屏幕联机成功后,右下角显示的版本号。
三、概述
阿里云IoT提供的一款针对生活领域的物联网平台,以解决家电设备快速智能化的问题。平台针对家电智能化的设备连接、移动端控制、设备管理、数据统计等问题,提供了一整套配置化方案,大幅减低设备-云-APP的开发成本。了解阿里云平台更多信息,详细介绍请参考阿里云官网上《关于生活物联网平台》文档。
本例程主要介绍,PW-4G系列如何用一机一密方式连接阿里云。以空调为例,对空调的温度、开关机、模式、滤网时间等参数进行数据交互。
四、参考资料
1. 《LUA 脚本API V1.4》可通过以下链接下载物联型开发包获取:
2.《LUA基础学习》可通过以下链接下载物联型开发包获取:
3. LUA脚本初学者可以通过下面链接进行学习。
http://www.runoob.com/lua/lua-arrays.html
五、教程实现
本章节主要串口屏-阿里云-APP数据交互的配置流程,将分为以下3个阶段讲述教程DEMO是如何实现:
1. 准备工程素材;
2. 阿里云平台配置;
3. 配置串口屏工程;
5.1准备工作
5.1.1 准备工程素材
在实现例程前需要作以下3个准备:
1. 硬件平台;
2. 软件平台;
3. UI素材;
该例程使用大彩M系列7寸串口屏DC80480M070_1111_0T为验证开发平台。如图5-1所示;
图5-1 M系列7寸串口屏 其他尺寸的串口屏均可借鉴此教程。
5.1.2 软件平台
使用大彩自主研发的上位机软件VisualTFT配置工程,登录http://www.gz-dc.com/下载。如图5-2所示;
图5-2下载软件
5.2 阿里云平台配置
阿里云生活物联网平台配置流程主要包括以下7个步骤:
1. 注册账号
2. 创建工程
3. 创建产品
4. 功能定义
5. 设备调试
6. 人机交互
7. 批量投产
详细到配置流程,可参考我司《WIFI-连接阿里云教程》相应阿里云平台配置章节说明,或可参考直接登录阿里云官网,文档中心查阅更多内容。
5.3 配置串口屏工程
本文主要介绍以下2点:
(1) 画面配置
(2) LUA编辑
5.3.1 准备工程素材
在画面ID0中,信号运营商、APP QR Code、APP交互变量组成。
信号运营商:图标件ID12表示信号等级、文本控件ID13表示运营商
APP QR Code:二维码控件,使用手机云智能APP(阿里云公办APP)扫码,由于是一型一密,用户扫码需要开发者分享授权。
APP 交互的变量:控件ID1~ID10用于显示、设置开/关机、滤网时间、温度、设备模式等。画面配置如图5-3所示:
注意:其他非关键控件不在一一介绍,下文不在累述
图5-3 画面配置
5.3.2 LUA编辑
本例程中,屏幕上电执行初始化操作,如加载4G AT 指令的库、初始化和4G模块的交互的函数、初始化4G模块、开启定时器获取运营商和信号值。
4G模块初始化完成后,提交阿里云认证,并设置mqtt相关参数、服务IP和端口等等,屏幕发出请求会话通知。一切就绪后,屏幕和云端可以进行数据交互。
1. 初始化
调用系统函数on_init()执行代码如程序清单 1所示:
程序清单 1初始化 - --[[*********************************************************************
- ** Function name: on_init
- ** Descriptions : 系统初始化时,执行此回调函数。
- *********************************************************************--]]
- function on_init()
- dofile('air724at.lua') --加载 http.lua 文件
- uart_set_baudrate3(115200) --设置与4G模块通讯的串口3的波特率为115200
- --设置4G库函数的命令发送函数,命令回调函数、调试信息打印函数
- air_set_callback(on_air_send_cb,on_air_resp_callback,on_air_log_cb)
- air_hw_int() --4G模块初始化设置
- air_get_iccid() –- 获取卡号
- --开启自动获取型号强度
- start_timer(timerId_Sig_Weather, 1000 , 0, 0)
- end
- --[[*********************************************************************
- ** Function name: on_timer
- ** Descriptions : 定时器超时回到调函数。
- ** @ timer_id : 定时器ID
- *********************************************************************--]]
- function on_timer(timer_id)
- on_air_timer(timer_id) --4G库函数的定时处理
- --自动获取型号强度
- if timer_id == timerId_Sig_Weather
- then
- --定时器计数,timer0_notify_cnt 每秒+1。计时长度30min
- timer0_notify_cnt = timer0_notify_cnt + 1
- if timer0_notify_cnt%15 == 0
- then
- --每15s调用一次,更新信号值
- at_cops_csq()
- end
- end
- end
- --[[*********************************************************************
- ** Function name : at_cops_csq
- ** Descriptions : 获取运营商信息、信号强度
- ** @return : nil,无返回值
- *********************************************************************--]]
- function at_cops_csq()
- air_cmd_add('AT+COPS?','OK',1000) –获取运营商
- air_cmd_add('AT+CSQ' ,'OK',1000) –获取信号
- end
- --[[*********************************************************************
- ** Function name: on_air_resp_callback
- ** Descriptions : 4G模块-数据回调接口
- ** @key : 屏幕->4G模块的发送请求
- ** @value : 4G模块->返回的数据
- *********************************************************************--]]
- function on_air_resp_callback(key, value)
- if value == nil
- then
- return --value为空时退出
- end
- ......
- if key ~= nil
- then
- return -- key为空时退出
- end
- ......
- --***************************************************************
- --条件: 4G初始化完成
- --功能: 使用使用AT指令获取信号强度和运营商。
- -- 使用 MQTT 提交三元组,阿里云认证。
- --调用函数:at_cops_csq()
- --函数功能:获取信号强度和运营商
- --调用函数:aliyun_get_iot_token()
- --函数功能:提交阿里云认证
- --********************************************************************
- if string.find(key,'+SAPBR=1,1') ~= nil and string.find(value,'OK') ~= nil
- then
- at_cops_csq() --获取信号强度
- aliyun_get_iot_token() –提交阿里云认证
- end
- ......
- end
- --[[**********************************************************************
- ** Function name: on_uart_recv_data3
- ** Descriptions : 接收串口3数据回调函数,连接4G模块。
- **********************************************************************--]]
- function on_uart_recv_data3(packet)
- --4G AT指令库API
- on_air_recv_data(packet)
- end
复制代码 核心API函数
1) dofile (filename)
加载文件:本例程中加载4G AT 指令的库
2) uart_set_baudrate3(speed)
设置串口3的波特率:串口3为屏幕和4G模块通讯的串口
3) on_air_recv_data(packet)
串口接收4G模块的返回数据的回调。
4) air_set_callback (on_air_send_cb,on_air_resp_callback,on_air_log_cb)
设置4G库函数的回调。形参类型为函数,参数依次为命令发送函数,命令回调函数、调试信息打印函数,可自定义函数名。
- on_air_send_cb :屏幕向4G模块发送回调函数
- on_air_resp_callback :4G向屏幕返回数据回调函数
- on_air_log_cb :用户调试信息回调函数调试
5) at_cops_csq()
自定义封装函数,获取运行商和信号值
6) air_cmd_add(sendstr,ackstr,timeout,retry,callback)
屏幕向4G模块发送AT指令
- sendstr :屏幕向4G模块发送AT指令
- ackstr :4G模块应答屏幕的请求
- timeou :应道超时时间
- retry : 超时重发次数,可选
- callback : 应答回调函数,可选
注:如果没有设置超时重发次数,则超时时直接发送队列中的下一条指令。
7) on_air_resp_callback(key, value)
4G应答屏幕回调函数:屏幕发送AT指令,4G应答后均会回调该函数,本函数如air_set_callback(on_air_send_cb,on_air_resp_callback,on_air_log_cb)函数设置。
- key :屏幕->4G模块,发送请求的AT指令
- value :4G模块->屏幕,返回的数据
相关AT指令:
本例程中,初始化部分在on_air_resp_callback(key, value)回调函数中,需要判断4G收发的相关AT指令,如下所示:
1) 获取运营商:
屏幕发送:AT+COPS?
屏幕接收:OK
2) 获取信号值AT:
屏幕发送:AT+CSQ
屏幕接收:OK
3) 网络数据是否激活:
屏幕发送:AT+SAPBR=1,1
屏幕接收:OK
2. 提交阿里云认证
当4G初始化完成后,提交阿里云认证(三元组),代码如程序清单 2所示:
程序清单 1初始化 - --出厂工程测试使用的阿里云服务器的登录id和三元组
- local clientId = '862991419835242' --无限制
- local productKey = 'a1D2E9vaSuZ' --三元组的 productKey
- local deviceName = 'tuOVqg3nrVZnR2oMWwev' --三元组的 deviceName
- local deviceSecret = '36c51acc5e3a7e410fe55831fd5e899d' --三元组的 deviceSecret
- --[[**********************************************************************
- ** Function name: aliyun_get_iot_token
- ** Descriptions : 连接Aliyun
- ** return : nil,无返回值
- **********************************************************************--]]
- function aliyun_get_iot_token()
- local msg = 'clientId'..clientId..
- 'deviceName'..deviceName..
- 'productKey'..productKey
- local sign = md5_hmac(msg,deviceSecret) --计算哈希值
- local http_data = 'productKey='..productKey..
- '&sign='..sign..
- '&clientId='..clientId..
- '&deviceName='..deviceName
- --提交Aliyun认证
- air_http_post(
- 'https://iot-auth.cn-shanghai.aliyuncs.com/auth/devicename',
- 'application/x-www-form-urlencoded',
- http_data,
- on_aliyun_get_iot_token_cb
- )
- --设置二维码
- qrstring =
- 'https://g.aliplus.com/ilop/static/download/ilopdownload.html?
- locale=zh-CN&pk='..productKey..'&dn='..deviceName
- set_text( screen_ac_control, 11, qrstring)
- end
- --[[*********************************************************************
- ** Function name: on_aliyun_get_iot_token_cb
- ** Descriptions : Aliyun认证回调函数
- ** 成功时发送命令 AT+MCONFIG 和 AT+SSLMIPSTART
- *********************************************************************--]]
- function on_aliyun_get_iot_token_cb(key, value)
- if key=='data' then
- local jsondata = cjson.decode(table2str(value)) --json解码
- if jsondata ~= nil and jsondata['code'] == 200
- then
- iotId = jsondata['data']['iotId']
- iotToken = jsondata['data']['iotToken']
- mqtt_config(clientId,iotId,iotToken)
- mqtt_tcp_start(
- productKey .. '.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com',
- 1883,
- True )
- end
- end
- end
复制代码 核心API函数
1) aliyun_get_iot_token()
提交阿里云认证(三元组)和设置二维码。
2) air_http_post (url,content_type,post_data,callback)
HTTP POST操作,例程中次数用于提交阿里云认证(三元组)。
- url:网页URL
- content_type:自定义,参数值
- post_data:写数据
- callback:4G数据回调函数
3) on_aliyun_get_iot_token_cb(key, value)
Aliyun认证回调函数,当云端反馈正常认证后,调用系统4G AT 指令的库
的mqtt_config()设置MTQQ参数、mqtt_tcp_start()设置服务器IP和端口。
3. 设置云端IP和端口
当云端认证成功和设置mqtt相关参数后,调用mqtt_config() 、mqtt_tcp_start() 设置云端IP和端口,调用mqtt_connect() 与服务器建立会话连接 ,代码如程序清单 3所示:
程序清单 3 设置云端IP和端口 - --[[*********************************************************************
- ** Function name: on_aliyun_get_iot_token_cb
- ** Descriptions : Aliyun认证回调函数
- ** 成功时发送命令 AT+MCONFIG 和 AT+SSLMIPSTART
- *********************************************************************--]]
- function on_aliyun_get_iot_token_cb(key, value)
- ......
- mqtt_config(clientId,iotId,iotToken)
- mqtt_tcp_start(productKey ..
- '.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com', 1883, true)
- ......
- end
- --[[*********************************************************************
- ** Function name: on_air_resp_callback
- ** Descriptions : 4G模块-数据回调接口
- ** @key : 屏幕->4G模块的发送请求
- ** @value : 4G模块->返回的数据
- *********************************************************************--]]
- function on_air_resp_callback(key, value)
- my_print('on_air_resp_callback()')
- ......
- --****************************************************************
- --条件: 连接Aliyun,AT+SSLMIPSTART 成功
- --功能: 发送AT+MCONNECT=...
- --********************************************************************
- if string.find(key, '+SSLMIPSTART') ~= nil and
- string.find(value, 'CONNECT OK') ~= nil
- then
- my_print('mqtt_connect(1,600)')
- mqtt_connect(1,600)
- end
- end
复制代码 核心API函数
1) mqtt_config(clientid,username,password,will_qos,will_retain,will_topic,will_message)
设置 MQTT 相关参数,本例程,只需要填写客户身份、登陆服务器的用户名以及密码,其中这三个参数是有阿里云认证反馈回来的。
- status:客户身份
- username:登录服务器的用户名
- password:登录服务器的密码
- will_qos:将要发送的信息的服务质量
- will_retain:保留标志
- will_topic:将要发送的消息的话题
- will_message:将要发送的消息内容
2) mqtt_tcp_start(srvaddr,port,ssl)
设置服务器的IP、端口
- srvad:服务器 IP 地址或 DNS 地址
- port:服务器端口
- ssl:设置为 true 时,使用SSL链接
3) mqtt_connect()
客户端向服务器请求会话连接
- clean_session:会话状态
- keepalive :保持时间
当屏幕向云端发送设置服务器IP、端口请求的时候,云端回应数据,触发回调函数on_air_resp_callback(key, value),应答‘CONNECT OK’后,发起请求连接mqtt_connect(1,600)
4. 发起连接请求
当客户端向服务器请求会话连接成功后,客户端对服务器订阅主题,代码如程序清单 4所示:
程序清单 4 发起连接请求 - --[[*********************************************************************
- ** Function name: on_air_resp_callback
- ** Descriptions : 4G模块-数据回调接口
- ** @key : 屏幕->4G模块的发送请求
- ** @value : 4G模块->返回的数据
- *********************************************************************--]]
- function on_air_resp_callback(key, value)
- ......
- --********************************************************************
- --条件: 接收 Aliyun 发布消息
- --功能: 在 cloud_on_property_set(payload) 中对消息进行处理。
- --调用函数:cloud_on_property_set(payload)
- --*******************************************************************
- if string.find(key, '+MCONNECT') ~= nil
- and string.find(value,'CONNACK OK')~=nil
- then
- mqtt_sub(
- '/sys/'..productKey..'/'..deviceName..'/thing/service/property/set',
- 0 )
- mqtt_sub_bit = 'sub_OK'
- end
- end
复制代码 核心API函数
1) mqtt_sub(topic,qos)
本命令从客户端到服务器,用于一个或多个订阅主题,当向服务器请求
- topic:应用程序消息的主题
- qos:申请消息的服务质量
5. 接收云端信息
当用户手机APP设置数据的时候,云端自动将数据下发给屏幕,代码如程序清单 5所示:
程序清单 5 接收云端数据 - --[[*********************************************************************
- ** Function name: on_air_resp_callback
- ** Descriptions : 4G模块-数据回调接口
- ** @key : 屏幕->4G模块的发送请求
- ** @value : 4G模块->返回的数据
- *********************************************************************--]]
- function on_air_resp_callback(key, value)
- if value == nil
- then
- return --value为空时退出
- end
- if key == nil
- then
- return
- end
- --********************************************************************
- --条件: 接收 Aliyun 发布消息
- --功能: 在 cloud_on_property_set(payload) 中对消息进行处理。
- --调用函数:cloud_on_property_set(payload)
- --********************************************************************
- if string.find(value,'+MSUB') ~= nil and key == nil
- then
- local index = string.find(value,'{')
- my_print('index: '..index)
- if index ~= nil
- then
- local payload = string.sub(value, index,-1)
- if payload ~= nil
- then
- cloud_on_property_set(payload)
- end
- end
- end
- end
- --[[*********************************************************************
- ** Function name: cloud_on_property_set
- ** Descriptions : 接收云端数据
- ** @payload : 数据字符串,Json格式
- *********************************************************************--]]
- function cloud_on_property_set(payload)
- my_print('cloud_on_property_set')
- --payload = string.gsub(payload,'\\22','"');
- local data = cjson.decode(payload) --解析JSON数据
- if data == nil
- then
- return
- end
- if data['params'] == nil
- then
- return
- end
- --开关机按钮
- local powerstate = tonumber(data['params']['powerstate'])
- if powerstate ~= nil
- then
- set_value(screen_ac_control,1,powerstate)
- end
- --滤网时间进度条
- local filter_time = tonumber(data['params']['filter_time'])
- if filter_time ~= nil
- then
- set_value(screen_ac_control,3,filter_time)
- end
- --温度文本
- local targetTemperature = tonumber(data['params']['targetTemperature'])
- if targetTemperature ~= nil
- then
- set_value(screen_ac_control,4,targetTemperature)
- end
- --模式选择控件
- local mode = tonumber(data['params']['mode'])
- if mode ~= nil
- then
- set_text(screen_ac_control,8,my_resp_mode[mode])
- end
- end
复制代码 核心API函数
1) cloud_on_property_set(payload)
接收云端的数据
本例程中,假设用户通过APP设置设备的模式,下发Json格式的字符串,数据原型如下所示:
- +MSUB:"/sys/a1D2E9vaSuZ/PlYPGnoYWeUJujy0li2a/thing/service/property/set",95 byte,{"method":"thing.service.property.set","id":"2032042748","params":{"mode":3},"version":"1.0.0"}
复制代码 通过Json库函数cjson.decode(payload)解压数据,则data['params']['mode'] 为模式的值,在将值设置到对应的滑动选择控件上:
- set_text(screen_ac_control,8,my_resp_mode[mode])
复制代码
6. 发送云端信息
当用户触碰控件修改值时候,屏幕会自动将数据打包成Json格式发给云端,代码如程序清单 6所示。
程序清单 6 发送数据到云端 - local params = {}
- local property = {}
- local post_id = 1 --屏发布的消息次数ID
- --[[*********************************************************************
- ** Function name: aliyun_pub
- ** Descriptions : 屏发布消息时,此函数处理消息内容,并发送
- ** @screen : aliyun 画面ID
- ** @control : 控件ID
- ** @value : 控件值
- ** @return : nil,无返回值
- *********************************************************************--]]
- function aliyun_pub(screen, control, value)
- params = nil
- property = nil
- params = {}
- property = {}
- property['method'] = 'thing.event.property.post'
- property['id'] = ''..post_id
- property['version'] = '1.0'
- post_id = post_id + 1
- if screen == screen_ac_control
- then
- --按下开关按钮
- if control == 1
- then
- local PowerSwitchName = 'powerstate'
- params[PowerSwitchName] = value --在表写入按钮数值
- property['params'] = params
- local jsonStr = cjson.encode(property)
- --发布消息
- mqtt_pub(
- '/sys/'..productKey..'/'..deviceName..'/thing/event/property/post',
- 0,
- 0,
- jsonStr
- )
- end
- end
- if screen == screen_ac_control
- then
- --按下滑块
- if control == 3
- then
- local PowerSwitchName = 'filter_time'
- params[PowerSwitchName] = value --在表写入滑块数值
- property['params'] = params
- local jsonStr = cjson.encode(property)
- --发布消息
- mqtt_pub(
- '/sys/'..productKey..'/'..deviceName..'/thing/event/property/post',
- 0,
- 0,
- jsonStr
- )
- end
- end
- if screen == screen_ac_control
- then
- --按下温度设置按钮,温度减
- if control == 6 and value == 1
- then
- temp_value = tonumber(get_text(screen_ac_control,4))
- temp_value = temp_value-1
- if temp_value<16 then
- temp_value = 16
- end
- set_text(screen_ac_control,4,temp_value)
- --按下温度设置按钮,温度加
- elseif control == 7 and value == 1
- then
- temp_value = tonumber(get_text(screen_ac_control,4))
- temp_value = temp_value+1
- if temp_value>32 then
- temp_value = 32
- end
- set_text(screen_ac_control,4,temp_value)
- end
- local PowerSwitchName = 'targetTemperature'
- params[PowerSwitchName] = temp_value --在表写入温度数值
- property['params'] = params
- local jsonStr = cjson.encode(property)
- --发布消息
- mqtt_pub(
- '/sys/'..productKey..'/'..deviceName..'/thing/event/property/post',
- 0,
- 0,
- jsonStr
- )
- end
- if screen == screen_ac_control
- then
- if control == 10
- then
- local PowerSwitchName = 'mode'
- params[PowerSwitchName] = value
- property['params'] = params
- local jsonStr = cjson.encode(property)
- mqtt_pub(
- '/sys/'..productKey..'/'..deviceName..'/thing/event/property/post',
- 0,
- 0,
- jsonStr
- )
- end
- end
- end
- --[[**********************************************************************
- ** Function name : on_control_notify
- ** Descriptions : 系统回调函数,用户通过触摸修改控件后,执行此回调函数。
- ** 点击按钮控件,修改文本控件、修改滑动条都会触发此事件。
- ** @return : nil,无返回值
- **********************************************************************--]]
- function on_control_notify(screen,control,value)
- --********************************************************************
- --位置: 空调控制器
- --********************************************************************
- if screen == screen_ac_control
- then
- if control == 1 or
- control == 3 or
- control == 6 or
- control == 7 or
- control == 10
- then
- --屏发布消息
- aliyun_pub(screen,control,value)
- end
- end
- end
复制代码 核心API函数
1) mqtt_pub (topic,qos,retain,message)
发送数据到云端,传送应用消息
- topic :应用程序消息的主题
- qos :申请消息的服务质量
- retain :保留标志
- message:消息内容
本例程中,假设用户修改模式,则将数据Json格式上传到云端,,数据原型如下所示:
- AT+MPUB="/sys/a1D2E9vaSuZ/PlYPGnoYWeUJujy0li2a/thing/event/property/post",0,0,"
复制代码 通过Json库函数jsonStr = cjson.encode(payload)打包成Json格式的数据,则jsonStr为上传的数据。
5.4 下载工程
工程编译成功后在输出窗口会提示编译成功,如图5-4所示。编译成功后点击菜单栏中【工具】→【量产向导】,如图5-5所示;
图5-4编译成功
图5-5量产向导
在菜单栏中,文件→打开工程目录,在‘dciot_build’目录的‘private’文件夹拷贝到SD卡中,如图5-6和图5-7所示;把SD卡接上串口屏后重新上电,等到提示烧录工程成功后,拔掉SD卡重新上电即可。
图5-6量产向导
图5-7拷贝到SD卡 |
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