目錄

前言

正文

一、IoT Pi 開發(fā)板介紹

二、開發(fā)實戰(zhàn)

1. 連接設(shè)備

2. 搭建開發(fā)環(huán)境

3. 開始編碼

4. 編譯打包

5. 安裝應(yīng)用程序

6. LED燈開關(guān)控制演示

7. 程序升級改造

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)開發(fā)板，開發(fā)者們可以把它入門級開發(fā)板來使用，通過它熟悉和掌握 MS-RTOS 的開發(fā)實戰(zhàn)技能。今天就來介紹一下如何使用 Spirit 1 配合?IoT Pi 開發(fā)板開發(fā)一個 LED 燈控制系統(tǒng)。

正文

一、IoT Pi 開發(fā)板介紹

IoT Pi 開發(fā)板內(nèi)置了主頻高達100MHz的 Cortex-M4 處理器，包含512KB的 FLASH 儲存空間和256KB的RAM空間，通過燒錄系統(tǒng)，能夠保證流暢的運行 MS-RTOS 和多個應(yīng)用程序。另外，IoT Pi 開發(fā)板還搭載了 EEPROM 和 SD 卡插座，可用于儲存數(shù)據(jù)和與 PC 機交互文件。 同時，還支持 WiFi 功能。IoT Pi 還板載了三個按鍵和三個 LED 及一個 USB 轉(zhuǎn)串口，使用USB線供電的同時也能與 PC 機進行串口通信。講了這么多，讓我們來看看 IoT Pi 開發(fā)板長什么樣吧，如下圖所示：

再來看一下官方給出?IoT Pi 產(chǎn)品的詳細參數(shù)：

如果想更加直觀的了解上述硬件模塊，請參看下圖：

好了，通過上面的介紹，我們基本上對 IoT Pi 開發(fā)板有了大致的認識。接下來就讓我們基于它開發(fā)一個 LED 燈智能控制程序吧。

二、開發(fā)實戰(zhàn)

1. 連接設(shè)備

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

然后，電腦連接 Spirit 1 的 wifi，同時，連續(xù)按?IoT Pi 開發(fā)板的 key1 鍵三次，啟動設(shè)備發(fā)現(xiàn)模式，此時，開發(fā)板的三個 LED 燈會不斷閃爍，表明已經(jīng)進入發(fā)現(xiàn)模式。之后，我們在瀏覽器中輸入地址：https://192.168.128.1/#/desktop，進入?Spirit 1 界面，打開“設(shè)備”，進入應(yīng)用內(nèi)選擇添加設(shè)備，具體操作如下圖所示：

當然，我們也可以在手機端操作添加設(shè)備，在下圖中點擊“添加設(shè)備”按鈕。

點擊“添加設(shè)備”按鈕后進入掃描設(shè)備頁面，具體情況如下圖所示：

在掃描設(shè)備頁面打開“高級設(shè)置”，啟動“SmartConfig”開關(guān)，輸入SSID和密碼后，點擊“完成”按鈕，比如下圖所示：

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

在添加?IoT?Pi 開發(fā)板的過程中需要輸入設(shè)備密碼，這是系統(tǒng)燒錄時寫死的，目前官方默認開發(fā)板的密碼是1234567890，如果輸入錯誤會給出“設(shè)備拒絕連接，請重試”的提示，具體如下圖所示：

完成添加后，我們在設(shè)備列表中就可以看到?IoT?Pi 開發(fā)板的設(shè)備了，如下圖所示：

完成設(shè)備添加后，我們開始進行開發(fā)環(huán)境的搭建工作。?

2. 搭建開發(fā)環(huán)境

在 PC 端搭建愛智系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境還是非常方便的，可以直接使用 VSCode 開發(fā)工具，再安裝一個 EdgerOS 開發(fā)插件。插件的安裝也非常方便，在 VSCode 中擴展程序中搜索 edger 關(guān)鍵字，會出現(xiàn)下圖所示的插件工具，點擊“安裝”即可。

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

項目創(chuàng)建頁面會出現(xiàn)很多模板庫，如果只有兩個或者沒有模版，可以嘗試點擊左下角的“刷新模板信息”按鈕。如果還是沒有，可以切換倉庫源為 Gitee，因為開發(fā)插件默認的倉庫源在?Github 上，國內(nèi)很多用戶可能會因為網(wǎng)絡(luò)問題導(dǎo)致無法訪問，具體操作可以參考下圖：

獲取全部模板庫之后，我們可以從中看到一個名為“IoT Pi”的模板庫，因為我們設(shè)備就是 IoT Pi 開發(fā)板，因此選擇這個模板庫初始化項目工程，選擇“立即應(yīng)用”，具體操作請看下圖：

點擊“立即應(yīng)用”后，我們進入了項目信息頁面，可以參考下圖完成項目配置，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目錄中是前端頁面部分。?

3. 開始編碼

引入依賴庫和定義部分變量，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?Socket IO 通道，用來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，前后端目錄可以理解成兩個多帶帶的 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，兩個目錄中各自生成了自己的 node_modules 目錄。

進入 web 目錄，執(zhí)行如下命令進行編譯打包：

npm run build

命令執(zhí)行成功后，會生成對應(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。

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

安裝過程中可能會遇到如下兩個問題，這里記錄一下。

問題1. Install EdgerOS App : Error: edger connect illegalConnect

這個錯誤不用擔(dān)心，其實是你沒有連接 Spirit 1 的 wifi，切換 wifi 網(wǎng)絡(luò)就好了。

問題2. Install EdgerOS App : Error: edger connect wrongPassword?

這個問題其實是設(shè)備開發(fā)密碼寫錯了，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，會給出如下提示：?

Install app success

具體如下圖所示：

6. LED燈開關(guān)控制演示

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

點擊圖標進入應(yīng)用程序中，在設(shè)備列表中選擇 IoT Pi 設(shè)備，此時，可能會出現(xiàn)設(shè)備權(quán)限問題，如下圖所示：

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

完成授權(quán)后，就可以進入設(shè)備操作界面了，在界面中控制三個 LED 燈的打開和關(guān)閉，同時，手動操作開發(fā)板的開關(guān)，操作頁面也會隨著變化，具體如下所示：

為了更加形象的展示實現(xiàn)效果，我們來看一段視頻：

7. 程序升級改造

其實，我們還可以進一步修改程序，在頁面左上角添加一個總的開關(guān)按鈕，同時控制開發(fā)板上三個 LED 燈的打開和關(guān)閉。編碼實現(xiàn)也非常簡單，開關(guān)時分別發(fā)送三條控制就可以了，下面看一下實現(xiàn)效果：

全部 LED 燈都打開的情況：

全部 LED 燈都關(guān)閉的情況：?

8. 如何支持設(shè)備熱插拔??

在開發(fā)過程中發(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現(xiàn)機制，因此自己特別留意了一下。最終發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)檢測設(shè)備的連接和斷開狀態(tài)是通過心跳包機制來實現(xiàn)的，這符合我們常規(guī)的做法。通過每15秒一次的 ping 請求來判斷設(shè)備是否在線，具體如下圖所示：?

設(shè)備離線時的彈窗提醒：

設(shè)備上線時的彈窗提醒：

結(jié)尾

好了，本次利用?Spirit 1 配合 IoT Pi 開發(fā)板開發(fā)一個 LED 燈控制系統(tǒng)的實戰(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)上開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的感覺，架構(gòu)設(shè)計清晰合理，技術(shù)棧簡單易學(xué)，設(shè)備性能也非常給力，總之是一次非常愉快的開發(fā)體驗。如果你感興趣的話，也來一期參與吧！一起為國產(chǎn)操作系統(tǒng)加油助力！

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