基于EsDA開發(fā)平臺快速搭建I2C數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)

EsDA開發(fā)平臺為產(chǎn)品上線提供動力。本文將基于EsDA開發(fā)平臺，通過拖拽、連線方式，10分鐘快速搭建一個I2C數(shù)據(jù)采集監(jiān)測業(yè)務(wù)，為客戶產(chǎn)品開發(fā)、部署、上線縮短周期。

簡介

I2C 是一種串行通信總線，只需SCK、SDA兩根雙向I/O線即可在連接到總線上的設(shè)備之間傳送信息。因其所需引腳少，可擴展性強，數(shù)據(jù)傳輸速率快等，所以現(xiàn)被廣泛使用于IC間的通訊。在各種嵌入式應(yīng)用場景中，使用I2C總線通信的傳感器也有很多。比如 eeprom、溫濕度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器等。

EsDA 平臺在使用I2C總線通信時只需要通過拖拽節(jié)點、連線繪制流圖，即可實現(xiàn)從I2C從機讀取數(shù)據(jù)，大大的簡化了開發(fā)流程，縮短了項目開發(fā)周期，為客戶產(chǎn)品搶占市場提供先機。

本文基于EsDA開發(fā)平臺，MPC_ZC1作為I2C主機設(shè)備，定時從TPS02RAH從機設(shè)備中去讀取溫度寄存器的值，并將采集到的溫度值上傳到ZWS云端，實現(xiàn)溫度實時監(jiān)控功能，該實驗主要用了到timer、fscript、i2c_master_read、log和zws節(jié)點，具體實現(xiàn)請見下文。

I2C相關(guān)節(jié)點介紹

I2C外設(shè)共有3個幾點，分別是i2c_master、i2c_master_read和i2c_master_write節(jié)點。i2c_master節(jié)點主要用來配置I2C的設(shè)備名稱以及設(shè)備參數(shù)，i2c_master_read節(jié)點主要用于讀取從機設(shè)備的數(shù)據(jù)，i2c_master_write節(jié)點主要用于向從機設(shè)備寫入數(shù)據(jù)。

1. i2c_master_write節(jié)點

I2C主機向從機設(shè)備寫數(shù)據(jù)，可配置從機相關(guān)的設(shè)備信息和通信參數(shù)。

1.1 屬性

名稱（name）：節(jié)點名稱，用于索引查找本節(jié)點；

顯示名稱（displayName）：用于畫布上顯示的名稱；

主機配置（i2c master config）：綁定一個I2C主機的配置節(jié)點；

從機地址（Slave address）：從機設(shè)備的地址；

地址位數(shù)（address bits）：從機的地址位數(shù)，由于7位尋址和10位尋址是兼容的所以可以在同一個I2C總線上同時使用7位和10位兩種不同模式的設(shè)備，可配為7位(7 bits)；10位(10 bits)；

是否忽略從機應(yīng)答（whether to ignore the slave ack signal）：可配:忽略從機應(yīng)答（ignore）；不忽略從機應(yīng)答(do not ignore)；

從機設(shè)備寄存器地址位寬（SubAddressBitWidth）：可配:do not set sub-address表示不設(shè)置從機的寄存器地址寬度；1 bytes sub-address表示從機具有1字節(jié)(8位)的寄存器地址寬度；2 bytes sub-address表示從機具有2字節(jié)(16位)的寄存器地址寬度；4 bytes sub-address表示從機具有4字節(jié)(32位)的寄存器地址寬度；

從機設(shè)備寄存器地址（SubAddress）：從機設(shè)備子地址(寄存器地址)。注意從機設(shè)備寄存器地址位寬為0則不能設(shè)置從機子地址。

1.2輸入

payload ：輸入數(shù)據(jù)流，存放需要寫入的數(shù)據(jù)。此節(jié)點接收如下類型的數(shù)據(jù)：binary type(二進制類型); wbuffer object type(指針類型); string type(字符串類型)；

payloadLength ：需要寫入的數(shù)據(jù)長度，單位字節(jié)；

subAddress ：從機設(shè)備子地址(寄存器地址)。注意從機設(shè)備寄存器地址位寬為0則不能設(shè)置從機子地址。

1.3輸出

sink類型節(jié)點一般并不具備數(shù)據(jù)輸出。

2.i2c_master_read節(jié)點

I2C主機向從機設(shè)備中讀數(shù)據(jù)：對從機的設(shè)備地址等進行輸入/配置，最后將從機中讀取到數(shù)據(jù)和長度等信息進行輸出。

2.1 屬性

名稱（name）：節(jié)點名稱，用于索引查找本節(jié)點；

顯示名稱（displayName）：用于畫布上顯示的名稱；

主機配置（i2c master config）：綁定一個I2C主機的配置節(jié)點；

從機地址（Slave address）：從機設(shè)備的地址；

地址位數(shù)（address bits）：從機的地址位數(shù)，可配為7位(7 bits)；10位(10 bits)；

是否忽略從機應(yīng)答（whether to ignore the slave ack signal）：可配:忽略從機應(yīng)答（ignore）；不忽略從機應(yīng)答(do not ignore)；

是否發(fā)送應(yīng)答（whether send nak）：當主機讀取數(shù)據(jù)時主機是否發(fā)送給從機的應(yīng)答ACK信號; do not send表示不發(fā)送主機ACK信號; send表示發(fā)送主機的ACK信號；

從機設(shè)備寄存器地址位寬（SubAddressBitWidth）：可配:do not set sub-address表示不設(shè)置從機的寄存器地址寬度；1 bytes sub-address表示從機具有1字節(jié)(8位)的寄存器地址寬度；2 bytes sub-address表示從機具有2字節(jié)(16位)的寄存器地址寬度；4 bytes sub-address表示從機具有4字節(jié)(32位)的寄存器地址寬度；

從機設(shè)備寄存器地址（SubAddress）：從機設(shè)備子地址(寄存器地址)。注意從機設(shè)備寄存器地址位寬為0則不能設(shè)置從機子地址。

2.2輸入

Length :讀的數(shù)據(jù)長度，單位字節(jié)；

subAddress :從機設(shè)備子地址(寄存器地址)。注意從機設(shè)備寄存器地址位寬為0則不能設(shè)置從機子地址；

2.3輸出

payload :讀緩沖區(qū)，用于存放接受讀取到的數(shù)據(jù)，類型pointer.如果下一個節(jié)點為fscript，則可以使用rbuffer讀取數(shù)據(jù)；

payloadLength :讀的數(shù)據(jù)長度，單位字節(jié)；

subAddress ：從機設(shè)備子地址(寄存器地址)。注意從機設(shè)備寄存器地址位寬為0則沒有從機子地址。

3.i2c_master配置節(jié)點

I2C主機的通用配置。

3.1 屬性

名稱（name）:節(jié)點名稱，用于索引查找本節(jié)點，在某些aw_flow_designer的版本被隱藏起來了，只能通過點擊i2c_master_read和i2c_master_write這兩個節(jié)點主機配置去顯現(xiàn)；

顯示名稱（displayName）：用于畫布上顯示的名稱；

設(shè)備名（Devname）：I2C主機設(shè)備路徑名；

時鐘頻率（clock frequency）：I2C設(shè)備的SCK時鐘頻率。

3.2輸入

config配置節(jié)點一般不具備數(shù)據(jù)輸入。

3.3輸出

config配置節(jié)點一般不具備數(shù)據(jù)輸出。

業(yè)務(wù)開發(fā)

1. 采集PT100的實時溫度

MPC_ZC1作為I2C主機設(shè)備，定時從TPS02RAH從機設(shè)備中去讀取溫度寄存器的值，并將采集到的溫度值上傳到ZWS云端，實現(xiàn)溫度實時監(jiān)控。

該實驗主要用到timer、fscript、i2c_master_read、log和zws節(jié)點：

timer：timer節(jié)點用于定時觸發(fā)采集PT100的溫度；

i2c_master_read：i2c_master_read節(jié)點主要用于從從機設(shè)備讀取數(shù)據(jù)；

fscript：fscript節(jié)點主要用于對TPS02RAH從機設(shè)備讀取的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換處理

和對i2c_master_read節(jié)點進行輸入配置（配置要讀取的字節(jié)長度）；

log：log對采集到的溫度值進行打印顯示；

zws：zws節(jié)點將fscript節(jié)點輸出溫度值上報到zws云端。

1.1添加節(jié)點并連線 周期性的去讀取I2C從機TPS02RAH設(shè)備溫度寄存器的值，將timer，fscript，i2c_master_read，log節(jié)點添加到畫布中，并連線繪圖。



1.2配置節(jié)點


雙擊timer節(jié)點，打開屬性面板設(shè)置定時周期(ms)，周期性的去讀取TPS02的溫度值。 雙擊i2c_master_read的輸入節(jié)點fscript，并查看TPS02RAH溫度傳感器的數(shù)據(jù)手冊。 得知TPS02RAH溫度寄存器的值有6個字節(jié)，且數(shù)據(jù)傳輸順序:先傳輸高字節(jié)后傳輸?shù)妥止?jié)，可知前3個字節(jié)存儲通道1的溫度測試結(jié)果，后3個字節(jié)存儲通道2的溫度測試結(jié)果。 所以i2c_master_read節(jié)點的輸入：fscript需讀取兩個通道6個字節(jié)的數(shù)據(jù)。其他的參數(shù)可在i2c_master_read節(jié)點的屬性中配置。



雙擊i2c_master_read節(jié)點，打開屬性面板根據(jù)TPS02RAH的數(shù)據(jù)手冊設(shè)置如下圖所示，并點擊I2C主機配置的鉛筆圖標去設(shè)置I2C主機設(shè)備路徑名和時鐘頻率。


雙擊i2c_master_read的輸出消費者節(jié)點fscript，將讀取到溫度寄存器的兩個通道溫度根據(jù)下面的溫度轉(zhuǎn)換公式將溫度輸出并打印到log中。 TPS02ARH的溫度轉(zhuǎn)換公式： 兩通道六字節(jié)數(shù)據(jù)，前三位字節(jié)數(shù)據(jù)對應(yīng)通道 1，后三位字節(jié)數(shù)據(jù)對應(yīng)通道 2，操作方法一樣，取通道一數(shù)據(jù)分析如下：
當 value≥223時，即當前測量溫度為負溫度值：

當 value<223時, 即當前測量溫度為正溫度值：

i2c_master_read的輸出消費者節(jié)點fscript的內(nèi)容如下：

//將讀取的6個uint8_t類型的數(shù)據(jù)打印
rb = rbuffer_create(msg.payload, msg.payloadLength)


temperature1 = 0 //通道1的溫度
temperature2 = 0 //通道2的溫度
for (var i = 0; i < msg.payloadLength; i = i+1) {
    d = rbuffer_read_uint8(rb);
    if(i > 2){
        temperature2 = temperature2 + (u32(d)<<(8*(5-i)));
    }
     temperature1 = temperature1 + (u32(d)<<(8*(2-i)));
}
if (temperature1 < 8388608) {//temperature<2^23正溫度
    msg.temperature1 = temperature1/8192
} else {//負溫度
    msg.temperature1 = -(16777216 - temperature1)/8192
}
if (temperature2 < 8388608) {
    msg.temperature2 = temperature2/8192
} else {//負溫度
    msg.temperature2 = -(16777216 - temperature2)/8192
}
msg.payload = join(",","channel 1:",msg.temperature1,"channel 2:",msg.temperature2)


print(msg.payload)

1.3下載驗證

選擇流圖下載接口，并點擊運行按鈕。

完成流圖下載，根據(jù)實物連線可知PT100連接的是通道1，隨著手捂探頭，可以看到channel 1（通道1）的溫度從27.67上升到30.23，因為channel 2（通道2）沒有接PT100的探頭所以數(shù)值保持850不變。

1.4接入zws云端

登錄：https://www.zlgcloud.com/ 按照EsDA MPC-ZC1應(yīng)用：IoT監(jiān)測控制系統(tǒng)（一）這篇文章中接入云端方法的介紹，在ZWS云端上為MPC-ZC1添加新的數(shù)據(jù)點，如下圖所示： 添加通道1 的溫度顯示：

添加通道2 的溫度顯示：

在AW_FLOW Designer畫布中添加zws_iot_data_out節(jié)點并連線。

輸入對應(yīng)的三元組信息并選擇正確的數(shù)據(jù)上報方式和目標鍵值對。

下載流圖并觀察云端設(shè)備列表的實時數(shù)據(jù)如下圖所示。