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史上最详细的Arduino uno R3接入机智云教程

2017-11-18 14:52:28 6774

http://club.gizwits.com/thread-6728-1-1.html

前言：本文使用arduino UNO板卡和esp8266无线WIFI模块实现了通过手机APP远程监测单片机系统采集的数据和控制一个LED的亮灭，读者将体验到使用机智云智能硬件自助开发平台的MCU代码自动生成工具生成工程，简化开发的强大功能。
一、硬件准备

名称	数量
Arduino UNO R3板卡	1块
正点原子ESP8266 WiFi模块	1个
10K电位器	1个
轻触按键	2个
电阻510欧姆	1个
发光二极管	1个
杜邦线	若干

接线图如下：
A0读取模拟电压输入；
Key1接到D6；
Key2接到D7；
LED接到D4；

实物图如下：

视频演示：

二、Arduino和机智云简介

Arduino是一个开发各类设备，让你比台式电脑更能充分感知和控制物理世界的生态系统。它是一个基于一系列单片机电路板的开源物理计算平台，一个编写用于Arduino和Genuino开发板的软件开发环境和一个拥有活跃开发者和用户社区。Arduino不仅仅是一个单片机、IDE（集成开发环境）或开源库。它本着让使用者快速上手的态度，将传统单片机开发中复杂的硬件设计、繁琐的寄存器配置和杂乱的硬件驱动全部简化，并使用C/C++作为编程语言，优雅地将C/C++的类、多态、继承和重载渗入到硬件开发中。本次使用的是型号为Arduino UNO R3的开发板。

技术规格如下表：

微处理器	ATmega328P
工作电压	5V
输入电压（推荐)	7-12V
输入电压（限值)	6-20V
数字输入/输出引脚	14路（其中6路可用于PWM输出）
PWM数字I/ O引脚	6
模拟输入引脚	6
每路输入/输出引脚的直流电流	20 mA
3.3V引脚的直流电流	50 mA
闪存存储器	32KB，其中引导程序占用0.5KB
SRAM	2 KB (ATmega328P)
EEPROM	1 KB (ATmega328P)
时钟频率	16 MHz
长	68.6 mm
宽	53.4 mm
重	25 g

Arduino开发环境搭建：
参考官方教程即可：https://www.arduino.cc/en/Guide/Windows?setlang=cn

机智云平台是致力于物联网、智能硬件云服务的开放平台。机智云专注于提供智能云服务及物联网的软硬件解决方案，帮助传统硬件厂商产品升级，快速实现硬件智能化。要实现硬件的智能化，除了硬件本身外，还需要实现：智能云平台、手机APP、联网模块，每一个领域都需要专业的团队来支撑。机智云提供完整的解决方案，让厂商或开发者只需要专注于自身产品硬件。以最小的成本和风险实现硬件智能化，获得产品最大的增值。

三、让设备具备联网能力
ESP8266无线WiFi模块是一个串口透传模块，我们把它连接到Arduino UNO R3板卡的串口即可，注意Tx、Rx要交叉连接。

上图是机智云智能硬件设备接入原理，为了实现和机智云服务器的交互，必须先给无线WIFI模块烧录机智云开发的GAgent固件，烧写教程查看此帖：
http://club.gizwits.com/thread-3551-1-1.html
四、Let’s Go!

准备工作做好后，我们就可以开始奇妙的开发之旅啦~

Step1:在机智云开发者中心创建一个产品，给它起个名字，选择WiFi方案，然后点击保存按钮，这样你的产品就在机智云那里“登记”了。

Step2:接着我们创建数据点，数据点即设备产品的功能的抽象，用于描述产品功能及其参数，本次我们需要实现监测Arduino板卡读取的模拟电压和控制LED的亮灭2个功能，因此要建立2个数据点。点击新建按钮；

Step3:首先建立控制LED亮灭的数据点，要在手机APP上远程控制LED的亮灭，可抽象为手机APP通过网络推送一个二进制量（只有0和1两个值）给设备端。

然后修改下显示名称，这个显示名称是显示在手机APP上的；

点击确定按钮，然后点击应用使更改生效；

Step4：同样的建立在手机APP上显示Arduino板卡采集的模拟电压值数据点。此功能可抽象为设备端通过网络推送一个数值量给手机APP。

点击确定保存更改；

点击应用使更改生效；

最后，我们得到如下2个数据点；

Step5:数据点建立好后，在MCU开发栏目，选择独立MCU方案，硬件平台为ArduinoUNOR3，点击生成代码包即可生成工程。

稍等几秒，很快就能生成完毕；

工程生成好后，我们下载它；

Step6：解压下载的工程，找到Gizwits文件夹，把它复制/移动到ArduinoIDE安装目录下的libraries文件夹下。例如我的是D:Arduinolibraries

Step7:接下来找到工程目录下的examples文件夹，里面有2个文件夹networkConfig和simpleTry，进去后有同名的Arduino文件，后缀名为.ino。

使用ArduinoIDE打开这2个文件：

simpleTry.ino是本次项目工程，里面有程序框架，以及告知了用户在哪里填充接入机智云的代码；networkConfig.ino是配置入网的例程，因为常见的智能硬件产品是没有键盘和显示屏的，因此需要一种技术来让它获取路由器的SSID和密码，首选是通过手机APP辅助。这里简单的介绍一下方法，通过一个按键来触发设备进入配网模式，然后手机APP把SSID和密码广播给设备，原理如下图：

这里需要说明的是，机智云开发的配网方案有2种，取名为AirLink和SoftAP，设备第一次联网是要进行配置的，以后它就记住了这个路由器的SSID和密码，无需配置，除非更改了SSID、密码等情况发生，就需要重新进行配网操作。

Step8：我们把networkConfig.ino中的部分代码拷贝到本次项目的工程simpleTry.ino中，注意凡是串口打印调试的都要注释掉，因为我们的Arduino UNO R3只有一个串口，要用来和WiFi模块通信。需要根据注释填充2个数据点代码，1是手机端控制LED亮灭，2是板卡采集模拟电压推送到手机APP，具体的接口都给出了详细的注释，我们直接填充就可以啦~

如下图（下载高清大图查看效果更好哦~），左边为我们下载的工程文件simpleTry.ino，右边为修改好后的，作为一个对比，蓝色方框为与配网有关的代码，是从networkConfig.ino拷贝来的，红色方框为与远程点灯有关的代码，橙色方框为与推送模拟电压到手机APP有关代码。

Step9:修改好后，编译并烧录代码到Arduino UNO板卡；

Step10:下载机智云调试APP，调试步骤参考视频或者官网文档中心；

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