Microduino小应用之二

zcbzjx

由于Microduino-nRF24L01+模块调试出现问题，今天早上改进的pcb才到，下午才调试通。
一、Microduino模块介绍
由于物联网应用各种模块需求量比较大，重复应用比较多，所以这次所有模块都是自己设计，打板，焊接的。主要模块为Microduino-Core,Microduino-FT232R,Microduino-Enc28J60（与Microduino-HR911105A模块构成完成的模块）,Microduino-nRF24L01（为了阅读方便后文对模块名称省略前面的Microduino），这些模块通过Microduino总线进行叠加，以上模块及总线如下图所示。

-Core模块为Arduino系统的核心最小系统，模块设计为支持Atmeg88/168/328系列TQFP32封装单片机，支持3.3V和5V两种电压供电，本文选用328p单片机，采用5V供电，晶振频率为16MHZ。Bootloader采用Arduino UNO的，用Arduino UNO 使用ArduinoISP程序用Arduino IDE对-Core烧写。本文程序使用的IDE版本为1.0.2。
-FT232R模块为USB转串口模块，主要作用为给单片机下载程序，以及在程序调试过程中对一些过程、变量进行监控。调试结束后，如果应用不进行串口通讯，这个模块为非必须的。
-ENC28J60模块和-HR911105A模块叠加一起构成一个有线网络模块，他们之间由内部6根专有的排针进行通讯。这样设计是出于成本及不影响外观考虑的，-Enc28J60和后续推出的Microduino-HLJ6115ANL模块可以构成一个简单poe网络模块，该模块占用SPI接口（D11，D12，D13），片选CS为D8。本文程序采用EtherCard库。
-nRF24L01+模块为无线通讯模块，同样占用SPI接口（D11，D12，D13），CE为D9，片选CSN为D10。本文程序采用RF24Network库。各个模块占用引脚如下图所示：


二、Microduino模块组建物联网。
一）硬件
由于采用模块叠加方式，硬件很容易连接，-FT232R和-Core和-ENC28J60（含-HR911105A）和-nRF24L01+叠加组成网关，-FT232R-Core和-nRF24L01+叠加组成数据采集节点。网关通过-ENC28J60模块连接到Internet网络，通过nRF24L01+模块与其他节点通讯。各节点将传感器采集的数据通过-nRF24L01模块上传到网关。-FT232R模块仅在调试过程中作为下载程序和给模块供电用，实际应用供电以及传感器电路，集成到主板（洞洞板），该模块非必须。本文由于时间关系，未连接传感器电路，节点以0-100.0的随机数作为传感器数据上传到网关。-nRF24L01可以1对多通讯，由于时间关系，也仅1个节点为例。硬件连接如下图所示：


二）软件
1、节点端
节点端主要把传感器数据（本文为0.0-100.0随机数）发送到网关。代码如下：

1. #include <RF24Network.h>
   
2. #include <RF24.h>
   
3. #include <SPI.h>
   
4. 
   
5. // nRF24L01(+) radio attached using Getting Started board
   
6. RF24 radio(9,10);
   
7. 
   
8. // Network uses that radio
   
9. RF24Network network(radio);
   
10. 
    
11. // Address of our node
    
12. const uint16_t this_node = 1;
    
13. 
    
14. // Address of the other node
    
15. const uint16_t other_node = 0;
    
16. 
    
17. // How often to send 'hello world to the other unit
    
18. const unsigned long interval = 15000; //ms
    
19. 
    
20. // When did we last send?
    
21. unsigned long last_sent;
    
22. 
    
23. // How many have we sent already
    
24. //unsigned long packets_sent;
    
25. 
    
26. // Structure of our payload
    
27. struct payload_t
    
28. {
    
29.   uint32_t ms;
    
30.   uint32_t sensorData;
    
31. };
    
32. uint32_t temp;
    
33. void setup(void)
    
34. {
    
35.   Serial.begin(57600);
    
36.   Serial.println("RF24Network/examples/helloworld_tx/");
    
37. 
    
38.   SPI.begin();
    
39.   radio.begin();
    
40.   network.begin(/*channel*/ 90, /*node address*/ this_node);
    
41.   randomSeed(analogRead(0));
    
42. }
    
43. 
    
44. void loop(void)
    
45. {
    
46.   // Pump the network regularly
    
47.   network.update();
    
48. 
    
49.   // If it's time to send a message, send it!
    
50.   unsigned long now = millis();
    
51.   if ( now - last_sent >= interval  )
    
52.   {
    
53.     last_sent = now;
    
54. 
    
55.     Serial.print("Sending...");
    
56.     temp = random(0,1000);
    
57.     payload_t payload = { millis(),temp};
    
58.     RF24NetworkHeader header(/*to node*/ other_node);
    
59.     bool ok = network.write(header,&payload,sizeof(payload));
    
60.     if (ok)
    
61.       Serial.println("ok.");
    
62.     else
    
63.       Serial.println("failed.");
    
64.   }
    
65. }

复制代码

2、网关端
网关主要把通过-nrf24L01模块接收到的传感器信息通过-ENC28J60模块传送到Yeelink服务器。代码如下：

1. #include <RF24Network.h>
   
2. #include <RF24.h>
   
3. #include <SPI.h>
   
4. #include <EtherCard.h>
   
5. 
   
6. // nRF24L01(+) radio attached using Getting Started board
   
7. RF24 radio(9,10);
   
8. // Network uses that radio
   
9. RF24Network network(radio);
   
10. 
    
11. // Address of our node
    
12. const uint16_t this_node = 0;
    
13. 
    
14. // Address of the other node
    
15. const uint16_t other_node = 1;
    
16. 
    
17. // Structure of our payload
    
18. struct payload_t
    
19. {
    
20.   uint32_t ms;
    
21.   uint32_t sensorData;
    
22. };
    
23. 
    
24. // ethernet interface mac address
    
25. static byte mymac[] = {
    
26.   0x74,0x69,0x69,0x2D,0x30,0x31 };
    
27. 
    
28. // remote website name
    
29. char website[] PROGMEM = "api.yeelink.net";
    
30. char urlBuf[] PROGMEM = "/v1.0/device/XXXX/sensor/XXXX/datapoints";
    
31. char apiKey[] PROGMEM = "U-ApiKey: XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX";
    
32. 
    
33. byte Ethernet::buffer[700];
    
34. static long timer;
    
35. uint32_t temp;
    
36. // called when the client request is complete
    
37. static void my_result_cb (byte status, word off, word len) {
    
38.   Serial.print("<<< reply ");
    
39.   Serial.print(millis() - timer);
    
40.   Serial.println(" ms");
    
41.   Serial.println((const char*) Ethernet::buffer+off);
    
42. }
    
43. 
    
44. 
    
45. 
    
46. 
    
47. void setup(void)
    
48. {
    
49.   Serial.begin(57600);
    
50.   Serial.println("RF24Network/examples/helloworld_rx/");
    
51. 
    
52.   SPI.begin();
    
53.   radio.begin();
    
54.   network.begin(/*channel*/ 90, /*node address*/ this_node);
    
55. 
    
56.   Serial.println("\n[getDHCPandDNS]");
    
57.   
    
58.   if (ether.begin(sizeof Ethernet::buffer, mymac) == 0)
    
59.     Serial.println( "Failed to access Ethernet controller");
    
60. 
    
61.   if (!ether.dhcpSetup())
    
62.     Serial.println("DHCP failed");
    
63. 
    
64.   ether.printIp("My IP: ", ether.myip);
    
65.   // ether.printIp("Netmask: ", ether.mymask);
    
66.   ether.printIp("GW IP: ", ether.gwip);
    
67.   ether.printIp("DNS IP: ", ether.dnsip);
    
68. 
    
69.   if (!ether.dnsLookup(website))
    
70.     Serial.println("DNS failed");
    
71.   ether.printIp("Server: ", ether.hisip);
    
72. }
    
73. 
    
74. void loop(void)
    
75. {
    
76.   // Pump the network regularly
    
77.   network.update();
    
78.   ether.packetLoop(ether.packetReceive());
    
79.   // Is there anything ready for us?
    
80.   while ( network.available() )
    
81.   {
    
82.     // If so, grab it and print it out
    
83.     RF24NetworkHeader header;
    
84.     payload_t payload;
    
85.     network.read(header,&payload,sizeof(payload));
    
86.     temp=payload.sensorData;
    
87.     Serial.print("Received Sensor Data #");
    
88.     Serial.print(temp);
    
89.     Serial.print(" at ");
    
90.     Serial.println(payload.ms);
    
91.     Serial.println("\n>>> REQ");
    
92.     static char buf[20];
    
93.     get_send_string(buf);
    
94.     if (!ether.dnsLookup(website))
    
95.       Serial.println("DNS failed");
    
96.     ether.printIp("Server: ", ether.hisip);
    
97.     timer = millis();
    
98.     ether.httpPost (urlBuf, website, apiKey, buf, my_result_cb);
    
99.    
    
100.   }
     
101. }
     
102. void get_send_string(char *p){
     
103.   uint32_t Tc_100 = temp;
     
104.   Serial.println(Tc_100);
     
105.   uint8_t whole, fract;
     
106.   whole = Tc_100/10 ;  // separate off the whole and fractional portions
     
107.   fract = Tc_100 % 10;
     
108.   sprintf(p,"{"value":%d.%d}",whole,fract);
     
109. }
     

复制代码

数据记录见yeelink


三、结语
这里仅简单给个Microduino模块在物联网的一个应用，以后会用Microduino组成传感器网络，并对各个节点进行控制。时间关系，视频以后再传。

muggle

张老师，折腾到半夜啊，真辛苦！

啥时候出货，我来二斤。。。

zcbzjx

恩，基本上每天只有5小时睡眠，昨天弄完还看了几集《犬夜叉》才睡着了。。{:soso_e113:}

muggle

干喜欢的事，比打鸡血还管用，介就是男人。

我对分布网络很感兴趣，啥时候请老师给大家介绍介绍吧。一方面，出于移动测试点，比如室内室外，供电容易解决，但是网络不是很方便。另外一方面，出于安全隔离考虑，比家庭功耗，比较容易通过485或者模块得到数据，但是连接网络，多少有风险，毕竟是业余产品。

erjiang

张老师这套arduino小玩意总算要登场了啊。
加油

幻生幻灭

张老师 威武

zcbzjx

muggle 发表于 2012-12-11 08:38
干喜欢的事，比打鸡血还管用，介就是男人。

我对分布网络很感兴趣，啥时候请老师给大家介绍介绍吧。一方 ...

一起探索吧，应该会和enc28j60一样出个系列教程

zcbzjx

erjiang 发表于 2012-12-11 09:27
张老师这套arduino小玩意总算要登场了啊。
加油

Yeelink更新下呗。。。俺说的进度条控制。。。更加友好的Arduino客户端。。。

zcbzjx

幻生幻灭 发表于 2012-12-11 09:37
张老师 威武

希望能在你的盒仔上有应用。。nrf无线控制应该可以搞！

幻生幻灭

zcbzjx 发表于 2012-12-11 10:10
希望能在你的盒仔上有应用。。nrf无线控制应该可以搞！

嘿嘿，支持小型化的主控

只是不知道Microduino对以下支持有啥想法
1.IIC扩展(A4,A5)
2.PWM电机调速（看来只剩下D5，D6，见过有IIC驱动的电机，但难度系数未测)
3.服务器局域网自组网

muggle

模焊接完成，用牙刷沾着工业酒精刷洗一下，卖相会好很多，也能减少后期腐蚀。

我的一百瓦光伏，每天有几百瓦时，有充足的能量，就缺有效的无线传输。

darkorigin

muggle 发表于 2012-12-11 10:54
模焊接完成，用牙刷沾着工业酒精刷洗一下，卖相会好很多，也能减少后期腐蚀。

我的一百瓦光伏，每天有几 ...

wifi 蓝牙 都是有效的方式
当然 传输方式多种多样。只要能适合设计方案都是好的传输方式