【小e物联网试用体验】开发板初步试用(应用流程)

前面帖子【小e物联网试用体验】开发板初步试用(资料/功能/做工/开发环境/演示等评测)介绍了小e开发板开箱试用，本帖就小e开发板的应用流程进行简单描述。
用wifi接入网络的物联网应用，都类似于小e开发板的应用，其基本应用流程主要如下：
l 设备配网
l 设备绑定
l 登录物联网云平台使用应用

以下按照这三个阶段进行说明：
1设备配网
1.1设备配网基本原理
设备配网实际上是局域网配网，即具有wifi模块的设备设置其上网路由的配置过程。传统的配网方法是设备提供一个web界面，对wifi上网路由进行配置，这需要设备具有AP功能并在配置完成后切换为Station，同时要求使用者具有一定的网络基础还涉及一些密码等等，比较麻烦。目前的配网方式是通过已经配置路由的手机APP(或者类似的平板等)进行广播，广播信息中包含了wifi路由器名称和密码；而被配网的设备则将wifi模块的工作模式设定在杂凑模式进行侦听。设备侦听到广播的wifi路由器名称和密码后即可进行wifi路由的设置并接入网络。

关于设备配网，这里只进行简单描述，可以在网上搜索到很多资料。如：
https://cjey.me/archives/289
http://www.aichengxu.com/view/46400
espressif公司的smartconfig，腾信公司的airkiss，都是基于上述原理。

1.2 小e开发板的配网
在帖子【小e物联网试用体验】开发板初步试用(资料/功能/做工/开发环境/演示等评测)中描述到，用微信配网失败，而使用espressif提供的app则可以成功配网。

微信配网是在微信网页中通过javascript调用腾讯提供的API发送广播信息从而实现配网。由于微信配网需要通过微信公众平台进行配置，这里不作进一步的讨论，有条件的读者可以自行阅读微信的airkiss开发文档进行测试。

espressif配网为smartconfig配网。为了进行设备配网，需要建立smartconfig配网的工程。由于基于小e开发板进行，需要先对版本进行配套。

1)建立工程目录: Share/et_iot_source/smart_config。
2)将espressif RTOS_SDK V1.2的examples/smart_config目录拷贝到工程目录Share/et_iot_source目录中。
3)修改Share/et_iot_source/smart_config/gen_misc.sh文件，增加如下配置，以便将smart_config目录纳入工程中：

home_path=${PWD%smart*}


export SDK_PATH=${home_path}

export  BIN_PATH=${home_path}"bin"

4)将Share/et_iot_source/et_app/include/et_types.h文件拷贝到Share/et_iot_source/smart_config/include目录。
5)在Share/et_iot_source/smart_config执行gen_misc.sh，针对小e开发板进行参数选择后编译链接生成bin文件。

esp8266@esp8266-VirtualBox:~/Share/et_iot_source/smart_config$  ./gen_misc.sh

gen_misc.sh version 20150826


SDK_PATH:
/home/esp8266/Share/et_iot_source/
BIN_PATH:
/home/esp8266/Share/et_iot_source/bin
Please check SDK_PATH & BIN_PATH, enter (Y/y) to  continue:
Y
Please follow below steps(1-5) to generate specific  bin(s):
STEP 1: use boot_v1.2+ by default
boot mode: new
STEP 2: choose bin  generate(0=eagle.flash.bin+eagle.irom0text.bin, 1=user1.bin, 2=user2.bin)

enter (0/1/2, default 0):

ignore boot

generate bin: eagle.flash.bin+eagle.irom0text.bin

STEP 3: choose spi speed(0=20MHz, 1=26.7MHz, 2=40MHz,  3=80MHz)

enter (0/1/2/3, default 2):

spi speed: 40 MHz

STEP 4: choose spi mode(0=QIO, 1=QOUT, 2=DIO, 3=DOUT)

enter (0/1/2/3, default 0):

spi mode: QIO

STEP 5: choose spi size and map

0= 512KB(  256KB+ 256KB)

2=1024KB(  512KB+ 512KB)

3=2048KB(  512KB+ 512KB)

4=4096KB(  512KB+ 512KB)

   5=2048KB(1024KB+1024KB)

   6=4096KB(1024KB+1024KB)

enter (0/2/3/4/5/6, default 0):

3

spi size: 2048KB

spi ota map: 512KB + 512KB


start...


make -C user clean;

make[1]: Entering directory  `/mnt/Share/et_iot_source/smart_config/user'

rm -f -r .output/eagle/debug

make[1]: Leaving directory  `/mnt/Share/et_iot_source/smart_config/user'

rm -f -r .output/eagle/debug

make[1]: Entering directory `/mnt/Share/et_iot_source/smart_config/user'

DEPEND: xtensa-lx106-elf-gcc -M -Os -g  -Wpointer-arith -Wundef -Werror -Wl,-EL -fno-inline-functions -nostdlib  -mlongcalls -mtext-section-literals -ffunction-sections -fdata-sections  -DICACHE_FLASH -I include -I ./ -I ../include -I /home/esp8266/Share/et_iot_source//include  -I /home/esp8266/Share/et_iot_source//extra_include -I  /home/esp8266/Share/et_iot_source//include/lwip -I  /home/esp8266/Share/et_iot_source//include/lwip/ipv4 -I  /home/esp8266/Share/et_iot_source//include/lwip/ipv6 -I  /home/esp8266/Share/et_iot_source//include/espressif user_main.c

make[1]: Leaving directory  `/mnt/Share/et_iot_source/smart_config/user'

make[1]: Entering directory  `/mnt/Share/et_iot_source/smart_config/user'

make[1]: Warning: File `.output/eagle/debug/obj/user_main.d'  has modification time 3.5 s in the future

xtensa-lx106-elf-gcc -Os -g -Wpointer-arith -Wundef  -Werror -Wl,-EL -fno-inline-functions -nostdlib -mlongcalls  -mtext-section-literals -ffunction-sections -fdata-sections  -DICACHE_FLASH -I include -I ./ -I ../include -I  /home/esp8266/Share/et_iot_source//include -I  /home/esp8266/Share/et_iot_source//extra_include -I  /home/esp8266/Share/et_iot_source//include/lwip -I  /home/esp8266/Share/et_iot_source//include/lwip/ipv4 -I  /home/esp8266/Share/et_iot_source//include/lwip/ipv6 -I  /home/esp8266/Share/et_iot_source//include/espressif  -o .output/eagle/debug/obj/user_main.o -c  user_main.c

xtensa-lx106-elf-ar ru  .output/eagle/debug/lib/libuser.a .output/eagle/debug/obj/user_main.o

xtensa-lx106-elf-ar: creating  .output/eagle/debug/lib/libuser.a

make[1]: warning: Clock skew detected.  Your build  may be incomplete.

make[1]: Leaving directory  `/mnt/Share/et_iot_source/smart_config/user'

make: Warning: File  `user/.output/eagle/debug/lib/libuser.a' has modification time 3.5 s in the  future

xtensa-lx106-elf-gcc -L/home/esp8266/Share/et_iot_source//lib -Wl,--gc-sections -nostdlib  -T/home/esp8266/Share/et_iot_source//ld/eagle.app.v6.ld  -Wl,--no-check-sections -u call_user_start -Wl,-static -Wl,--start-group -lminic  -lgcc -lhal -lphy -lpp -lnet80211 -lwpa -lmain -lfreertos -llwip  -lairkiss_log -lsmartconfig user/.output/eagle/debug/lib/libuser.a  -Wl,--end-group -o .output/eagle/debug/image/eagle.app.v6.out
!!!

SDK_PATH: /home/esp8266/Share/et_iot_source/

BIN_PATH: /home/esp8266/Share/et_iot_source/bin

No boot needed.

Generate eagle.flash.bin and eagle.irom0text.bin  successully in BIN_PATH

eagle.flash.bin-------->0x00000

eagle.irom0text.bin---->0x40000

!!!

make: warning: Clock skew detected.  Your build  may be incomplete.

说明：
a.运行gen_misc.sh后，第一个需要确认的是SDK_PATH和BIN_PATH路径是否正确。step1-step4选择缺省配置，step5根据小e开发板的具体硬件选择2MB flash配置。各个step的含义参考espressif的官方文档。
b.采用espressif RTOS_SDK中的smart_config生成的bin文件在如下目录：
BIN_PATH:/home/esp8266/Share/et_iot_source/bin
需要烧录的文件包括：eagle.irom0text.bin，eagle.flash.bin

Generate eagle.flash.bin and eagle.irom0text.bin  successully in BIN_PATH

eagle.flash.bin-------->0x00000

eagle.irom0text.bin---->0x40000

注意：与小e开发板自己的工程将bin生成后放到/home/esp8266/Share/et_iot_source/bin/upgrade中不同，烧录的地址也不一样。
6)将bin烧录到设备：
关于烧录文件和地址的选择，请参考espressif文档《99A-ESP8266__Flash_RW_Operation__CN_v0.2.pdf》。
7)用espressif的apk demo进行配置(该demo与小e开发板提供demo一致，显示版本V0.3.3，实际上用V0.3.4.3也可以配套，源码可在espressif官方网站下载。从小e开发板串口输出的信息如下：

ets Jan  8  2013,rst cause:1, boot mode:(3,7)


load 0x40100000, len 24244, room 16

tail 4

chksum 0x30

load 0x3ffe8000, len 1180, room 4

tail 8

chksum 0x0b

load 0x3ffe84a0, len 924, room 0

tail 12

chksum 0xa2

csum 0xa2

pp_task_hdl : 3ffefa50, prio:13, stack:512

pm_task_hdl : 3fff0330, prio:1, stack:176

ApiMsgMutex created

tcpip_task_hdl : 3fff0748, prio:10,stack:512

wdt_task : 3fff1008, prio:14, stack:176

idle_task_hdl : 3fff1b78

tim_task_hdl : 3fff1f70

xPortStartScheduler

frc2_timer_task_hdl:3fff2880, prio:12, stack:512


OS SDK ver: 1.2.0(b900bd2) compiled @ Aug 28 2015  17:18:41

phy ver: 356, pp ver: 9.0


SDK version:1.2.0(b900bd2)

mode : sta(18:fe:34:de:0c:33)

add if0

SC version: V2.4.7

scandone

scandone

scandone

SC_STATUS_FIND_CHANNEL

TYPE: ESPTOUCH

SC_STATUS_GETTING_SSID_PSWD

SC_TYPE:SC_TYPE_ESPTOUCH

F|SCAN SSID: TP-LINK_6FD10A

F|pswd: abcdef

F|ssid: TP-LINK_6FD10A

SC_STATUS_LINK

scandone

state: 0 -> 2 (b0)

state: 2 -> 3 (0)

state: 3 -> 5 (10)

add 0

aid 2

cnt

ERRRRRR:256,135,135!!!!ERRRRRR:256,113,113!!!!

connected with TP-LINK_6FD10A, channel 6

dhcp client start...

ip:192.168.1.6,mask:255.255.255.0,gw:192.168.1.1

SC_STATUS_LINK_OVER


<--FreeRTOS版本

<--espressif SDK版本

<--Wifi工作模式

<--smart_config版本

<--回调函数的输出信息

<--回调函数的输出信息

<--回调函数的输出信息

<--回调函数的输出信息


扫描到的路由密码

扫描到的路由器名称

<--回调函数的输出信息


连接到路由器


获得IP地址

<--回调函数的输出信息

配网成功！
通过上面的工程成功进行局域网的配网。之后写回小e开发板的固件，无法登录iLink服务器，在群组中求助没有得到解决。这个问题的解决在后文中描述。
2设备绑定
设备绑定实际上是微信用户与设备建立一种关联。根据设备种类的不同，设备绑定的方式有多种：
第一种方式：用户扫描一机一码，关注厂商公众号，即可绑定设备，此时厂商会接收到微信硬件平台推送的绑定事件。绑定关系即deviceid(设备id)与openid(用户id)的关系。若用户解绑设备，厂商会收到解绑事件。

第二种方式：如果已在公众平台－设备功能－设置中启动并设置服务器配置，设备发送的消息以及开发者需要的设备事件推送，将被微信硬件平台以Json格式转发并只转发到该URL(即应用服务器)。

第三种方式：设备绑定也可以由厂商应用服务器来实现，由厂商来进行绑定。厂商绑定之后将绑定事件通过微信硬件平台的API接口通知微信硬件平台以便微信客户端进行状态更改。

小e开发板采用扫描二维码的方式进行绑定。小e开发板扫描二位码后获得两个重要参数：uid和appkey，这两个参数在登录物联网平台应用服务器时需要用到。

3登录物联网云平台使用应用
小e开发板设备配网后，从flash中读取预写入的uid和appkey(与二维码的信息一致)，通过U-SDK登录iLink服务器。iLink服务器通过小e开发板的登录认证后，会通过微信硬件平台的API接口将设备状态信息更新，微信用户的设备状态也就显示为设备在线状态。

小e开发板的应用开发过程，在官方文档《M302I-ESP8266-Developmentguide.pdf》中已经做了详细的说明，本文不进行具体分析。下面描述前面烧录后出现不能登录iLink的问题的解决。

【问题】进行smartconfig工程的烧录后，重新烧回小e的固件，小e开发板联网后无法登录iLink服务器。串口输出信息如下：

ip:192.168.1.4,mask:255.255.255.0,gw:192.168.1.1ip:192.168.1.4,mask:255.255.255.0,gw:192.168.1.1

got ip !!!

ET U-SDK var2.1.0.2

now addr is 192.168.1.4
......
login_cloud fail
......
<----云登录失败

【分析】通过阅读源代码，开发板绑定的uid和appkey是从flash的0xfe扇区读取的。上述问题可能的原因是：在之前烧录其它程序时，将0xfe个扇区中的内容进行了覆盖，而烧回开发快的固件后，这里没有被刷新，因此在get_uid(id)时，读取到的uid和appkey都不正确，自然无法登录到ilink。【解决】在代码中将最初设备注册时留下的uid和appkey直接赋值并登录ilink进行测试。

   代码文件为：et_appuseret_user_app.c: et_user_main()函数，将uid和appkey直接赋值给id变量：

memcpy(&id->uid,"uuuuu",UID_LEN);

memcpy(&id->appkey,"xxxxxxxx-yyyy-zzzzzz",APPKEY_LEN);

   编译链接，烧录并配网，小e开发板成功登录iLink，设备在微信界面为在线状态，又可以查询温度等信息了。