【Rico Board试用体验】基于Ricoboard开发板实现PM2.5检测系统【结项】

2016-12-23 20:10:29 15000

0 项目概述：雾霾，PM2.5就像汽车，手机其他新生事物一样慢慢走入人们的生活之中，尤其是北方生活的人们。不过我们普通人只能买点口罩找点心里安慰，也许带的口罩也未必真的能够防住PM2.5。从技术人员的角度出发，自己就以实现PM2.5检测系统为主题申请参与米尔科技Ricoboard开发板试用活动。当然也在Ricoboard开发板上测试了其他很多有用的功能，比如EEPROM，HDMI，RTC，OLED和USB转串口等功能。 PM2.5系统测试：连接好硬件，系统启动后加载模块到系统，运行应用程序spidev_test，将从arduino开发板上读到的PM2.5的数据发送到OLED上显示，视频里面我们可以看到PM2.5测试数据在不断刷新显示。硬件准备： Ricoboard开发板，OLED显示模块，PM2.5检测设备（Dust Sensor），USB转串口线和arduino开发板。 OLED和USB转串口接线方式见： https://bbs.elecfans.com/forum.p ... =1101412&extra=和https://bbs.elecfans.com/forum.p ... =1102312&extra= 软件实现： 1.OLED显示设备功能实现：主要参考https://bbs.elecfans.com/forum.p ... =1101412&extra=， 2.PM2.5检测设备（Dust Sensor）功能实现，其主要实现逻辑是在arduino开发板上，自己并没有将其连接到Ricoboard开发板上，是特意为了尝试一下Ricoboard这类arm开发板是否可以与arduino这类开发板整合起来，通过实验发现两者之间可以很好的结合在一起。USB转串口的实现参考： https://bbs.elecfans.com/forum.p ... =1102312&extra= 3.应用程序功能实现：1）主要是USB转串口信息的读取；2）是如何访问OLED驱动的设备节点，如何将PM2.5的数据发送到OLED驱动中进行。 /* * SPI testing utility (using spidev driver) * * Copyright (c) 2007 MontaVista Software, Inc. * Copyright (c) 2007 Anton Vorontsov * * This program is free software; you can redistribute it and/or modify * it under the terms of the GNU General Public License as published by * the Free Software Foundation; either version 2 of the License. * * Cross-compile with cross-gcc -I/path/to/cross-kernel/include / #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include /文件控制定义/ #include /PPSIX 终端控制定义/ #define ARRAY_SIZE(a) (sizeof(a) / sizeof((a)[0])) static void pabort(const char s) { perror(s); abort(); } #define UART_BAND_RATE 115200 static const char device = "/dev/oeld32766.0"; static uint8_t mode; static uint8_t bits = 8; static uint32_t speed = 500000; static uint16_t delay; struct ss1306_data { int x1; int y1; int str1_len; char str1[20]; int x2; int y2; char str2[20]; int str2_len; int x3; int y3; char str3[20]; int str3_len; }; #if 1 static void transfer1(int fd, int x1, int y1, char str1, int str1_len, int x2, int y2, char str2, int str2_len, int x3, int y3, char str3, int str3_len) { int ret; //char str1[] = "1234567890abcdefg"; //char str2[] = "asdcfgtrerrefd"; struct ss1306_data tx; struct ss1306_data ptx; ptx = &tx; tx.x1 = 0; tx.y1 = 0; memcpy(tx.str1, str1, str1_len); tx.x2 = 0; tx.y2 = 16; memcpy(tx.str2, str2, str2_len); tx.x3 = 0; tx.y3 = 32; memcpy(tx.str3, str3, str3_len); // printf("==str1=%s, str2=%s str3=%sn", str1, str2, str3); ret = write(fd, &tx, sizeof(struct ss1306_data)); if(ret > 0) { printf("=2=strlen(str1)=%d, sizeof(struct ss1306_data)=%d n", str1_len, sizeof(struct ss1306_data)); } else { printf("show sucess!n"); // printf("=3=strlen(str1)=%d, sizeof(struct ss1306_data)=%d n", str1_len, sizeof(struct ss1306_data)); } } #else static void transfer(int fd) { int ret; uint8_t tx[] = { 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x95, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xBA, 0xAD, 0xF0, 0x0D, }; uint8_t rx[ARRAY_SIZE(tx)] = {0, }; struct spi_ioc_transfer tr = { .tx_buf = (unsigned long)tx, .rx_buf = (unsigned long)rx, .len = ARRAY_SIZE(tx), .delay_usecs = delay, .speed_hz = speed, .bits_per_word = bits, }; ret = ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &tr); if (ret < 1) pabort("can't send spi message"); for (ret = 0; ret < ARRAY_SIZE(tx); ret++) { if (!(ret % 6)) puts(""); printf("%.2X ", rx[ret]); } puts(""); } #endif #define FALSE -1 #define TRUE 0 /****************************************************************** * 名称： UART0_Open * 功能：打开串口并返回串口设备文件描述 * 入口参数： fd :文件描述符 port :串口号(ttyS0,ttyS1,ttyS2) * 出口参数：正确返回为1，错误返回为0 ******************************************************************/ int UART0_Open(int fd,char port) { fd = open( port, O_RDWR\|O_NOCTTY\|O_NDELAY); if (FALSE == fd) { perror("Can't Open Serial Port"); return(FALSE); } //恢复串口为阻塞状态 if(fcntl(fd, F_SETFL, 0) < 0) { printf("fcntl failed!n"); return(FALSE); } else { printf("fcntl=%dn",fcntl(fd, F_SETFL,0)); } //测试是否为终端设备 if(0 == isatty(STDIN_FILENO)) { printf("standard input is not a terminal devicen"); return(FALSE); } else { printf("isatty success!n"); } printf("fd->open=%dn",fd); return fd; } /******************************************************************* * 名称： UART0_Close * 功能：关闭串口并返回串口设备文件描述 * 入口参数： fd :文件描述符 port :串口号(ttyS0,ttyS1,ttyS2) * 出口参数： void *****************************************************************/ void UART0_Close(int fd) { close(fd); } /***************************************************************** * 名称： UART0_Set * 功能：设置串口数据位，停止位和效验位 * 入口参数： fd 串口文件描述符 * speed 串口速度 * flow_ctrl 数据流控制 * databits 数据位取值为 7 或者8 * stopbits 停止位取值为 1 或者2 * parity 效验类型取值为N,E,O,,S 出口参数：正确返回为1，错误返回为0 *****************************************************************/ int UART0_Set(int fd,int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity) { int i; int status; int speed_arr[] = { B115200, B57600, B38400, B19200, B9600, B4800, B2400, B1200, B300}; int name_arr[] = {115200, 57600, 38400, 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 300}; struct termios options; /tcgetattr(fd,&options)得到与fd指向对象的相关参数，并将它们保存于options,该函数还可以测试配置是否正确，该串口是否可用等。若调用成功，函数返回值为0，若调用失败，函数返回值为1. / if ( tcgetattr( fd,&options) != 0) { perror("SetupSerial 1"); return(FALSE); } //设置串口输入波特率和输出波特率 for ( i= 0; i < sizeof(speed_arr) / sizeof(int); i++) { if (speed == name_arr[i]) { cfsetispeed(&options, speed_arr[i]); cfsetospeed(&options, speed_arr[i]); } } //修改控制模式，保证程序不会占用串口 options.c_cflag \|= CLOCAL; //修改控制模式，使得能够从串口中读取输入数据 options.c_cflag \|= CREAD; //设置数据流控制 switch(flow_ctrl) { case 0 ://不使用流控制 options.c_cflag &= ~CRTSCTS; break; case 1 ://使用硬件流控制 options.c_cflag \|= CRTSCTS; break; case 2 ://使用软件流控制 options.c_cflag \|= IXON \| IXOFF \| IXANY; break; } //设置数据位 //屏蔽其他标志位 options.c_cflag &= ~CSIZE; switch (databits) { case 5 : options.c_cflag \|= CS5; break; case 6 : options.c_cflag \|= CS6; break; case 7 : options.c_cflag \|= CS7; break; case 8: options.c_cflag \|= CS8; break; default: fprintf(stderr,"Unsupported data sizen"); return (FALSE); } //设置校验位 switch (parity) { case 'n': case 'N': //无奇偶校验位。 options.c_cflag &= ~PARENB; options.c_iflag &= ~INPCK; break; case 'o': case 'O'://设置为奇校验 options.c_cflag \|= (PARODD \| PARENB); options.c_iflag \|= INPCK; break; case 'e': case 'E'://设置为偶校验 options.c_cflag \|= PARENB; options.c_cflag &= ~PARODD; options.c_iflag \|= INPCK; break; case 's': case 'S': //设置为空格 options.c_cflag &= ~PARENB; options.c_cflag &= ~CSTOPB; break; default: fprintf(stderr,"Unsupported parityn"); return (FALSE); } // 设置停止位 switch (stopbits) { case 1: options.c_cflag &= ~CSTOPB; break; case 2: options.c_cflag \|= CSTOPB; break; default: fprintf(stderr,"Unsupported stop bitsn"); return (FALSE); } //修改输出模式，原始数据输出 options.c_oflag &= ~OPOST; options.c_lflag &= ~(ICANON \| ECHO \| ECHOE \| ISIG);//我加的 //options.c_lflag &= ~(ISIG \| ICANON); {// 0x11 send options.c_lflag &= ~(ICANON ); options.c_lflag &= ~(ICANON \|ISIG); options.c_iflag &= ~(BRKINT \| ICRNL \| INPCK \| ISTRIP \| IXON); } //设置等待时间和最小接收字符 options.c_cc[VTIME] = 0; / 读取一个字符等待1(1/10)s / options.c_cc[VMIN] = 1; /* 读取字符的最少个数为1 / //如果发生数据溢出，接收数据，但是不再读取刷新收到的数据但是不读 tcflush(fd,TCIFLUSH); //激活配置 (将修改后的termios数据设置到串口中） if (tcsetattr(fd,TCSANOW,&options) != 0) { perror("com set error!n"); return (FALSE); } return (TRUE); } /****************************************************************** * 名称： UART0_Init() * 功能：串口初始化 * 入口参数： fd : 文件描述符 * speed : 串口速度 * flow_ctrl 数据流控制 * databits 数据位取值为 7 或者8 * stopbits 停止位取值为 1 或者2 * parity 效验类型取值为N,E,O,,S * * 出口参数：正确返回为1，错误返回为0 *****************************************************************/ int UART0_Init(int fd, int speed,int flow_ctrl,int databits,int stopbits,int parity) { int err; //设置串口数据帧格式 if (UART0_Set(fd,UART_BAND_RATE,0,8,1,'N') == FALSE) { return FALSE; } else { return TRUE; } } unsigned int time_count = 0; /***************************************************************** * 名称： UART0_Recv * 功能：接收串口数据 * 入口参数： fd :文件描述符 * rcv_buf :接收串口中数据存入rcv_buf缓冲区中 * data_len :一帧数据的长度 * 出口参数：正确返回为1，错误返回为0 ******************************************************************/ int UART0_Recv(int fd, char rcv_buf,int data_len) { int len,fs_sel; fd_set fs_read; struct timeval time; FD_ZERO(&fs_read); FD_SET(fd,&fs_read); // time.tv_sec = 1; // time.tv_usec = 0; // time_count += time.tv_sec; //使用select实现串口的多路通信 fs_sel = select(fd+1,&fs_read,NULL,NULL, NULL);//&time); if(fs_sel) { len = read(fd,rcv_buf,data_len); // printf("I am right!(version1.2) len = %d fs_sel = %dn",len,fs_sel); return len; } else { // printf("Sorry,I am wrong!"); return FALSE; } } /******************************************************************** * 名称： UART0_Send * 功能：发送数据 * 入口参数： fd :文件描述符 * send_buf :存放串口发送数据 * data_len :一帧数据的个数 * 出口参数：正确返回为1，错误返回为0 ******************************************************************/ int UART0_Send(int fd, char send_buf,int data_len) { int len = 0; len = write(fd,send_buf,data_len); if (len == data_len ) { return len; } else { tcflush(fd,TCOFLUSH); return FALSE; } } static void print_usage(const char prog) { printf("Usage: %s [-DdlHOLC3]n", prog); puts(" -D --device device to use (default /dev/spidev1.1)n" " -s --speed max speed (Hz)n" " -d --delay delay (usec)n" " -b --bpw bits per word n" " -l --loop loopbackn" " -H --cpha clock phasen" " -O --cpol clock polarityn" " -L --l* least significant bit firstn" " -C --cs-high chip select active highn" " -3 --3wire SI/SO signals sharedn"); exit(1); } static void parse_opts(int argc, char argv[]) { while (1) { static const struct option lopts[] = { { "device", 1, 0, 'D' }, { "speed", 1, 0, 's' }, { "delay", 1, 0, 'd' }, { "bpw", 1, 0, 'b' }, { "loop", 0, 0, 'l' }, { "cpha", 0, 0, 'H' }, { "cpol", 0, 0, 'O' }, { "l*", 0, 0, 'L' }, { "cs-high", 0, 0, 'C' }, { "3wire", 0, 0, '3' }, { "no-cs", 0, 0, 'N' }, { "ready", 0, 0, 'R' }, { NULL, 0, 0, 0 }, }; int c; c = getopt_long(argc, argv, "D:s:d:b:lHOLC3NR", lopts, NULL); if (c == -1) break; switch (c) { case 'D': device = optarg; break; case 's': speed = atoi(optarg); break; case 'd': delay = atoi(optarg); break; case 'b': bits = atoi(optarg); break; case 'l': mode \|= SPI_LOOP; break; case 'H': mode \|= SPI_CPHA; break; case 'O': mode \|= SPI_CPOL; break; case 'L': mode \|= SPI_LSB_FIRST; break; case 'C': mode \|= SPI_CS_HIGH; break; case '3': mode \|= SPI_3WIRE; break; case 'N': mode \|= SPI_NO_CS; break; case 'R': mode \|= SPI_READY; break; default: print_usage(argv[0]); break; } } } #define UART_ONCE_RXBUF_SIZE 1024 #define UART_MAX_RXBUF_SIZE 4096 #define GPS_DATA_MAX_LEN 1400 char uart_once_buf[UART_ONCE_RXBUF_SIZE]; char uart_rcv_buf[UART_MAX_RXBUF_SIZE]; int main(int argc, char argv[]) { int ret = 0; int fd; int fdu**0; int uart_wr_ptr = 0; int len,fs_sel; fd_set fs_read; struct timeval time; int first_start = 1; int i = 0; parse_opts(argc, argv); fd = open(device, O_RDWR); if (fd < 0) pabort("can't open device"); / * spi mode / ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE, &mode); if (ret == -1) pabort("can't set spi mode"); ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE, &mode); if (ret == -1) pabort("can't get spi mode"); / * bits per word / ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD, &bits); if (ret == -1) pabort("can't set bits per word"); ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD, &bits); if (ret == -1) pabort("can't get bits per word"); / * max speed hz / ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &speed); if (ret == -1) pabort("can't set max speed hz"); ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ, &speed); if (ret == -1) pabort("can't get max speed hz"); printf("spi mode: %dn", mode); printf("bits per word: %dn", bits); printf("max speed: %d Hz (%d KHz)n", speed, speed/1000); fdu0 = UART0_Open(fd,"/dev/ttyUSB0"); //打开串口，返回文件描述符 do { ret = UART0_Init(fdu0,UART_BAND_RATE,0,8,1,'N'); printf("Set Port Exactly!n"); }while (FALSE == ret \|\| FALSE == fdu0); uart_wr_ptr = 0; while (1) //循环读取数据 { // len = UART0_Recv(fd, uart_once_buf, 1024); FD_ZERO(&fs_read); FD_SET(fdu0,&fs_read); time.tv_sec = 0; time.tv_usec = 1000; //使用select实现串口的多路通信 fs_sel = select(fdu0+1,&fs_read,NULL,NULL,&time); if (fs_sel) { len = read(fdu0,uart_once_buf,1024); // printf("once read =%d uart_once_buf=%sn", len, uart_once_buf); if (len > 0) { if (first_start) { first_start = 0; } memcpy(&uart_rcv_buf[uart_wr_ptr], uart_once_buf, len); uart_wr_ptr += len; } } else { // printf("time out!n"); if (first_start == 0) { if (len > 0) { if (uart_wr_ptr > 0) { printf("uart_rcv_buf=%s uart_wr_ptr=%dn", uart_rcv_buf, uart_wr_ptr); if (uart_wr_ptr < 1514) { // printf("tv_usec = %xn", tv.tv_usec); // memcpy(gps_pkt_p->gps_data, uart_rcv_buf, uart_wr_ptr); char str1[16] = {0}; char str2[16] = {0}; char str3[64] = {0}; if(uart_wr_ptr > 16) { memcpy(str1, uart_rcv_buf, 16); if(uart_wr_ptr > 16 + 16) memcpy(str2, uart_rcv_buf+16, 16); if(uart_wr_ptr > 16 2) { int n3 = 0; if(uart_wr_ptr >= 16 * 3) { n3 = 16; } else { n3 = uart_wr_ptr - 32; } for(i = 0; i < n3; i++) { //printf("uart_wr_ptr[%d]=0x%xn", i+32, uart_rcv_buf[i+32]); if(uart_rcv_buf[i+32] == 0xa) uart_rcv_buf[i+32] = '\0'; } memcpy(str3, uart_rcv_buf+32, n3); } transfer1(fd, 0, 0, str1, 16, 0, 16, str2, 16, 0, 32, str3, 16); } // Send ethernet frame to socket. } uart_wr_ptr = 0; } len = 0; } } } } close(fdu**0); close(fd); return ret; } 复制代码* 4.OELD驱动添加设备节点读写功能，只贴出关键代码。 1）驱动初始化里面将oeld_fops注册到字符驱动中 static int __init oeld_init(void) { int status; /* Claim our 256 reserved device numbers. Then register a class * that will key udev/mdev to add/remove /dev nodes. Last, register * the driver which manages those device numbers. / printk("=1=oeld_initn"); BUILD_BUG_ON(N_SPI_MINORS > 256); printk("=2=oeld_initn"); status = register_chrdev(oeld_MAJOR, "spi", &oeld_fops); if (status < 0) return status; printk("=3=oeld_initn"); #ifdef CONFIG_COMPAT printk("=3=oeld_init CONFIG_COMPAT definen"); #endif oeld_class = class_create(THIS_MODULE, "oeld"); if (IS_ERR(oeld_class)) { unregister_chrdev(oeld_MAJOR, oeld_spi_driver.driver.name); return PTR_ERR(oeld_class); } printk("=4=oeld_initn"); status = spi_register_driver(&oeld_spi_driver); if (status < 0) { class_destroy(oeld_class); unregister_chrdev(oeld_MAJOR, oeld_spi_driver.driver.name); } printk("=5=oeld_initn"); return status; } module_init(oeld_init); 复制代码* 2）修改wirte实现函数，将应用程序发送的数据显示处理。 static ssize_t oeld_write(struct file filp, const char __user buf, size_t count, loff_t f_pos) { struct oeld_data oeld; ssize_t status = 0; unsigned long missing; struct ss1306_data pss1306_data; // printk("=1=oeld_write count=%d, bufsiz=%dn", count, bufsiz); / chipselect only toggles at start or end of operation / if (count > bufsiz) return -EMSGSIZE; // printk("=2=oeld_write count=%d, bufsiz=%dn", count, bufsiz); oeld = filp->private_data; mutex_lock(&oeld->buf_lock); missing = copy_from_user(oeld->buffer, buf, count); if (missing == 0) { #if 0 status = oeld_sync_write(oeld, count); #else // printk("=211=oeld_write count=%d, bufsiz=%dn", count, bufsiz); pss1306_data = (struct ss1306_data )oeld->buffer; status = ssd1306_showString(oeld->spi, pss1306_data); // printk("=212=oeld_write count=%d, status=%dn", count, status); #endif } else { printk("=22=oeld_write count=%d, bufsiz=%dn", count, bufsiz); status = -EFAULT; } mutex_unlock(&oeld->buf_lock); return status; } 复制代码项目总结： 1.通过此次试用自己更加清晰的理解了GPIO，EEPROM，RTC等功能； 2.对于三线SPI模式的OLED设备有了一定的了解，美中不足的是4线SPI模式和IIC模式的OLED模块尚未实现功能，后面有时间继续努力。 3.按照计划自己还会测试另外一个RTC模块，后面时间一定将这个功能补上。测试视频见下面的链接： 0
2016-12-23 20:10:29　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 【Rico Board申请】PM2.5检测系统 2247 • 【Rico Board试用体验】跟着小狂玩RicoBoard之多终端模拟实现【结项】 15445 • pm2.5检测 2960 • 又来求助，设计pm2.5检测系统 1611 • pm2.5检测仪的优势 249 • 51单片机PM2.5检测系统程序 11 • PM2.5检测技术详解 56 • 基于STM32检测PM2.5浓度 6850 • 【orangepi zero试用体验】基于orangepi zero的室内空气质量(PM2.5,甲醛)监测系统---结项 3866 • 自制PM2.5检测仪 5706 2 个讨论