引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，人們的生活融入著越來越多網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的行為方式。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的一個重要分支便是智能家居，這一分支對于改善人們的生活水平至關(guān)重要。近些年來，消費(fèi)者對家居的舒適性、便捷性有了一定的要求。針對現(xiàn)階段己有的智能家居系統(tǒng)成本高、功耗大、集成度低等缺陷，分析并選取合適的平臺、傳感器和無線組網(wǎng)方式，設(shè)計(jì)了一款成本低、功耗低、集成度高的智能家居系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較好的應(yīng)用和參考價(jià)值。 本系統(tǒng)采用涂鴉智能涂鴉模組二次開發(fā)版本，綜合涂鴉Wi-Fi&BLE通信組網(wǎng)技術(shù)，以及傳感器的應(yīng)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境的智能聯(lián)網(wǎng)，下圖為涂鴉智能的Wi-Fi&BLE SoC NANO主控板（BK7231N）。

涂鴉模組二次開發(fā)產(chǎn)品

本章節(jié)介紹涂鴉模組二次開發(fā)方案項(xiàng)目流程，涂鴉IoT平臺為客戶提供一站式物聯(lián)網(wǎng)解決方案，涵蓋設(shè)備智能化、云服務(wù)、App 軟件開發(fā)、運(yùn)營維護(hù)等各方面，助力各行業(yè)客戶實(shí)現(xiàn)研發(fā)端、生產(chǎn)端、銷售端、運(yùn)營端全產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)化。 當(dāng)您確定好產(chǎn)品需求后，需要將產(chǎn)品具體化到IoT平臺上，便于您管理產(chǎn)品并擁有產(chǎn)品運(yùn)營能力。

產(chǎn)品開發(fā)流程

涂鴉模組二次開發(fā)方案開發(fā)周期短、成本低，您在IoT工作臺上配置完成后，模塊即會攜帶完整的控制程序，免去外置MCU及繁瑣的程序開發(fā)，助您快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品智能化，創(chuàng)建項(xiàng)目，標(biāo)準(zhǔn)類目選擇“照明”，選擇“幻彩燈帶”。

選擇開發(fā)方案，根據(jù)下圖指示選擇“自定義方案”，這里我們是對涂鴉模組進(jìn)行二次開發(fā)，所以選擇“自定義方案”。

按照自己將要開發(fā)的產(chǎn)品和模組填寫產(chǎn)品名稱，選擇對應(yīng)的通信協(xié)議，配置完成后點(diǎn)擊“創(chuàng)建產(chǎn)品”。 這里準(zhǔn)備使用CBU模組開發(fā)一個可以幻彩燈帶的產(chǎn)品。CBU模組是一款Wi-Fi&Bluetooth LE雙模模組，選擇的通信協(xié)議是“WiFi-藍(lán)牙”。

根據(jù)產(chǎn)品想要實(shí)現(xiàn)的功能，選擇對應(yīng)的功能點(diǎn)，選擇完成后點(diǎn)擊“確認(rèn)”。 如果有些你需要的功能點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)功能點(diǎn)里面沒有，可以在標(biāo)準(zhǔn)功能點(diǎn)選擇完成后，自定義你需要的功能點(diǎn)。（標(biāo)準(zhǔn)功能點(diǎn)可以在公版面板上很好的顯示和操作。如果選擇了自定義功能點(diǎn)，可能無法在面板上顯示和操作）。

在設(shè)備交互中選擇自己喜歡的APP界面，也可以自己進(jìn)行定義。

點(diǎn)擊“硬件開發(fā)”，選擇“TuyaOS”，選擇“CBU Wi-Fi&Bluetooth 模組”（如果你使用的是其他模組，選擇對應(yīng)的模組即可）。

箭頭①指向的“新增自定義固件”是指上傳你已經(jīng)開發(fā)好的產(chǎn)品固件（如何開發(fā)將會在后面的內(nèi)容進(jìn)行講解）。 點(diǎn)擊箭頭②指向的“ty_iot_light_app_sdk_bk7231n”下載該模組的SDK。

應(yīng)用場景

涂鴉三明治 Wi-Fi&BLE SoC NANO主控板（BK7231N）采用上海博通開發(fā)的高性價(jià)比的 Wi-Fi &BLE 雙模芯片 BK7231N。開發(fā)板包含 Wi-Fi 芯片BK7231N、按鍵、LED 指示燈、 I/O 接口、電源和USB轉(zhuǎn)串口芯片等。 I/O 口及各接口功能定義如下所示：

1：MICROUSB（CN1） ：即是 5V DC 輸入口，也擴(kuò)展了 2 個串口功能。 2：撥碼開關(guān)（S1）： 撥碼切到 ON 方向?qū)?，通?USB 轉(zhuǎn)串口芯片的雙串口和芯片串口之間的鏈路。 3： 指示燈（D3）：3.3V 電源指示燈。 4：按鍵（S2）：通過 P9 檢測，初始化高電平，按下為低電平。 5：指示燈（D2）：通過 P16 控制，低電平點(diǎn)亮。 6：按鍵（RST）：復(fù)位按鍵，按下后芯片復(fù)位。

原理圖及PCB

涂鴉三明治 Wi-Fi&BLE SoC NANO 主控板（BK7231N）的原理圖如下所示：

涂鴉三明治 Wi-Fi&BLE SoC NANO 主控板（BK7231N） 的 PCB 如下圖，頂層：

底層：

Wi-Fi&BLE SoC NANO主控板（BK7231N）接口說明

涂鴉三明治 Wi-Fi&BLE NANO 主控板（BK7231N）內(nèi)置 USB 轉(zhuǎn)串口芯片，單路 USB 口可擴(kuò)展出 2 個串口。可通過撥碼開關(guān)（S1）切換模組的兩路串口是否連接到 USB 轉(zhuǎn)串口芯片上。撥碼開關(guān)引腳說明如下表所示。

撥碼切到 ON 方向?qū)ǎ〝?USB 轉(zhuǎn)串口芯片的雙串口和芯片串口之間的鏈路。 芯片 UART 引腳用于與MCU通信或普通 I/O 口使用時，需將相應(yīng)的撥碼位置撥到斷開的位置，即數(shù)字字母方向。 電腦 COM 口與 USB 芯片串口和芯片 BK7231N 對應(yīng)關(guān)系。

通常情況下A是用來下載程序用的，B是用來打印日志的

燒錄授權(quán)接線方式

將撥碼開關(guān)（S2）的 1、2 路都撥至 ON 方向，BK7231N 的串口 UART1 與上位機(jī)鏈路導(dǎo)通。 注意：若出現(xiàn)“獲取RF標(biāo)志位失敗”的情況，可在授權(quán)階段，將串口2的RXD引腳（P01引腳）和GND短接。

環(huán)境搭建

環(huán)境搭建請參考涂鴉智能配置說明： https://developer.tuya.com/cn/docs/iot/Module-SDK-development_tutorial?id=Kauqptzv5yo8a

從涂鴉 IoT 開發(fā)平臺下載 SDK 進(jìn)行驗(yàn)證

在涂鴉IoT 開發(fā)平臺上成功創(chuàng)建自定義開發(fā)的產(chǎn)品后，在硬件開發(fā)中選擇 TuyaOS，即可下載該模組的 SDK。**此前需聯(lián)系涂鴉工作人員開通白名單授權(quán)，聯(lián)系方式放在文末。

**

將下載好的 SDK 復(fù)制到 Windows 和 Ubuntu 的共享文件夾中，在 Ubuntu 虛擬機(jī)中輸入下列命令進(jìn)行編譯：

cd /home/share/samba/
tar -xzvf *.tar.gz     #注意：該命令會將當(dāng)前目錄下所有后綴名為.tar.gz的文件進(jìn)行解壓，建議將*.tar.gz改為你實(shí)際要解壓的文件的完整名字
cd ty_iot_light_app_sdk_bk7231n_0.1.1
sh build_app.sh ./apps/xh0623_demo_pixel_light_ty xh0623_demo_pixel_light_ty  1.0.0

執(zhí)行成功如下所示：

模組二次開發(fā)流程

啟動流程介紹

在開始開發(fā)前，需要了解 SDK 的初始化流程。這里需要重點(diǎn)關(guān)注四個函數(shù)pre_app_init()、pre_device_init()、app_init()和device_init()。啟動流程如下圖所示。

修改代碼

產(chǎn)品PID定義

可以根據(jù)下面的提示填寫產(chǎn)品的 PID 信息，也可以不對代碼進(jìn)行任何更改，跳過該步驟直接進(jìn)入下一步編譯生成固件。 將apps下的include/light_system目錄下的light_system.h中的PRODUCT_KEY修改為您創(chuàng)建得到的 PID，F(xiàn)IRMWARE_KEY是固件key，可以填NULL。

燈珠數(shù)量定義

在/home/share/samba/ty_iot_light_app_sdk_bk7231n_0.1.1/app/xh0623_demo_pixel_light_ty/include/src/light_system/light_init.c中可以進(jìn)行修改。

燈帶長度定義

在/home/share/samba/ty_iot_light_app_sdk_bk7231n_0.1.1/app/xh0623_demo_pixel_light_ty/include/src/light_upload/light_upload.c中可以進(jìn)行修改，其中DPID_LED_NUM是燈珠數(shù)量，DPID_LED_LENGTH是燈帶長度，單位為厘米。

編譯和生成產(chǎn)物介紹

在 Ubuntu 終端中將路徑切換到有 build_app.sh 的路徑下，輸入下列命令進(jìn)行編譯。 例：我這里處于home/share/samba/ty_iot_light_app_sdk_bk7231n_0.1.1路徑下，開始執(zhí)行下列命令。

sh build_app.sh ./apps/xh0623_demo_pixel_light_ty xh0623_demo_pixel_light_ty  1.0.0

執(zhí)行后如下所示。

生成產(chǎn)物

編譯完成后，將生成的固件按照不同版本放在所編譯的工程目錄 output 文件夾內(nèi)。 例：如果我們編譯的是 apps 文件夾中的 xh0623_demo_pixel_light_ty工程，編譯版本為1.0.0，那么生成的固件將會放在 apps/xh0623_demo_pixel_light_ty/output/1.0.0 中。

編譯后的產(chǎn)物如上圖所示，這里主要關(guān)注的xh0623_demo_pixel_light_ty_QIO_1.0.0.bin、xh0623_demo_pixel_light_ty_UA_1.0.0.bin和xh0623_demo_pixel_light_ty_UG_1.0.0.bin這三個文件。

上傳固件

自定義開發(fā)固件如果不上傳到云平臺，直接將 UA 文件燒錄到已授權(quán)的模組中，會導(dǎo)致配網(wǎng)一直無法成功。 進(jìn)入涂鴉 IoT 平臺，在開發(fā)的產(chǎn)品中找到“硬件開發(fā)”，按照下圖指示點(diǎn)擊“新增自定義固件”，填寫相關(guān)固件信息。 “固件標(biāo)識名”必須和您編譯時的 apps 下的工程文件夾的名稱一致。 如果固件標(biāo)識名填寫為 wifi_one_light，上傳的固件應(yīng)為 SDK 包中 apps 目錄下的 wifi_one_light 文件夾中編譯所生成的固件。 “Flash 大小”為 16Mbit 也就是 2M 大小。不同模組的 flash 大小可以在涂鴉文檔中心 中查看相關(guān)模組的 flash 大小。 1byte(字節(jié)) = 8bit(位)。 16Mbit / 8 = 2M。 相關(guān)信息填寫完成后（沒有被②的框框圈到使用默認(rèn)設(shè)置即可），點(diǎn)擊“上傳固件”，進(jìn)入“上傳固件“步驟。

“固件版本”需要和編譯時輸入的版本號對應(yīng)一致?！吧a(chǎn)固件”上傳包含 QIO 的 bin 文件，“用戶區(qū)”上傳包含 UA的bin 文件，“升級固件”上傳包含 UG 的 bin 文件。運(yùn)行模式選擇 QIO。點(diǎn)擊保存。 注意：該順序不一定固定，在后續(xù)固件管理中就不是按照“生產(chǎn)固件”，“用戶區(qū)固件”和“升級固件”的順序來排序，所以一定要看清楚是什么類型的固件在進(jìn)行上傳。

點(diǎn)擊“進(jìn)行固件上架”。

選擇“不限范圍”，點(diǎn)擊“確認(rèn)上架”。 注意：這里選擇不限范圍是為了方便個人開發(fā)。如果是公司將要量產(chǎn)的產(chǎn)品，請嚴(yán)格限定固件的使用范圍。

燒錄授權(quán)

通過涂鴉 IoT 開發(fā)平臺涂鴉模組二次開發(fā)方案成功生成固件，或使用自定義開發(fā)方案生成固件并上傳到涂鴉 IoT 開發(fā)平臺后，下一步需要對模組進(jìn)行燒錄授權(quán)。 本文將詳細(xì)講解 3 種不同的燒錄授權(quán)方式： 自定義開發(fā)燒錄授權(quán)：適用于發(fā)布階段，使用自定義開發(fā)方式創(chuàng)建的產(chǎn)品。 三明治開發(fā)板方式燒錄授權(quán)：僅適用于涂鴉三明治開發(fā)板的燒錄授權(quán)。 使用原廠工具燒錄：適用于開發(fā)階段。方案的特點(diǎn)是授權(quán)一次，重復(fù)燒錄。

燒錄準(zhǔn)備工作

燒錄授權(quán)所需工具如下：

1. PMS 賬號
2. CBU Nano開發(fā)板或涂鴉WiFi模組+usb轉(zhuǎn)UART串口工具
3. 云模組燒錄授權(quán)工具
4. 原廠燒錄工具

PMS 賬號

PMS賬號申請網(wǎng)址：

https://pms.tuya.com/login

PMS是涂鴉智慧生產(chǎn)管理系統(tǒng)，一個輕量化的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，助力中小微生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本、提質(zhì)、增效和減存，完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型。 登錄涂鴉PMS系統(tǒng)。登錄成功后，依次點(diǎn)擊知識庫管理->軟件下載->生產(chǎn)解決方案開始下載「生產(chǎn)解決方案」。

安裝過程中，程序安裝的位置可以根據(jù)自身需求進(jìn)行設(shè)置，建議不要有中文路徑，避免出現(xiàn)一些意想不到的問題。 安裝完成后，啟動「生產(chǎn)解決方案」，登錄的賬號和密碼與涂鴉PMS系統(tǒng)（涂鴉智造）的賬號和密碼一樣。 由于是開發(fā)CBU Wi-Fi & Bluetooth 模組，故選擇生產(chǎn)測試->云模組即可。

選擇文件->設(shè)置，進(jìn)行燒錄設(shè)置，授權(quán)波特率最好設(shè)置在9600。

授權(quán)設(shè)置

點(diǎn)擊產(chǎn)品->三明治開發(fā)板->綁定開發(fā)板進(jìn)行綁定。

一般情況下，開發(fā)板背部都有一張標(biāo)簽，上面附帶了ID和密碼。

點(diǎn)擊申請新的授權(quán)碼，即可選擇需要添加的產(chǎn)品。

使用云模組燒錄授權(quán)平臺燒錄

設(shè)置完畢之后將授權(quán)碼輸入到生產(chǎn)憑證中，選擇燒錄模式。

點(diǎn)擊運(yùn)行，在對開發(fā)板進(jìn)行復(fù)位就可以進(jìn)行下載。

原廠工具燒錄UA文件

使用該方法只能燒錄應(yīng)用區(qū)固件，無法給模組進(jìn)行授權(quán)操作?？梢允褂迷摲椒ńo已經(jīng)授權(quán)過的模組進(jìn)行燒錄，避免每次更新代碼生成固件后都要上傳到涂鴉loT平臺使用「云模組燒錄授權(quán)平臺」工具進(jìn)行燒錄授權(quán)。 下降鏈接如下：

https://images.tuyacn.com/smart/shiliu_zone/SOC_Develop/tools/bk_writer_gui_V1.6.3.rar

使用此方法只能燒錄應(yīng)用區(qū)固件，無法給模組進(jìn)行授權(quán)操作。可以使用該方法給已經(jīng)授權(quán)過的模組進(jìn)行燒錄，避免每次更新代碼生成固件后都要上傳到涂鴉 IoT 開發(fā)平臺使用云模組工具進(jìn)行燒錄授權(quán)。 按照下圖步驟，在箭頭 ① 所指向的燒錄對象中，根據(jù)實(shí)際燒錄的模組選擇對應(yīng)的芯片型號，可在文檔中心查看相關(guān)模組規(guī)格書，確認(rèn)模組使用的芯片型號。 單擊箭頭 ② 指向的瀏覽按鈕，選擇成功編譯生成的包含了 UA 字樣的 bin 文件（該文件就是應(yīng)用區(qū)固件，這里選擇的固件就是wifi_one_light）。 在箭頭 ③ 和箭頭 ④ 指向的起始地址中填入0x00011000，操作長度中填入0x00119000。 在箭頭 ⑤ 指向的位置選擇正確的燒錄串口，將箭頭 ⑥ 指向的通訊波特率調(diào)整為最高，可以加快燒錄速度。 單擊箭頭 ⑦ 指向的燒錄，給模組通斷電或復(fù)位模組使模組重啟，開始燒錄。燒錄完成后，更改后的代碼就成功燒錄到模組中。你可以不再使用云模組工具對該模組再次進(jìn)行授權(quán)操作。 燒錄設(shè)置如下所示。

燒錄完成如下所示。

涂鴉APP

可以在涂鴉手機(jī)APP中對模組進(jìn)行添加。 一般情況下可以自動識別出來。

若沒有識別，點(diǎn)擊照明，燈帶進(jìn)行添加。

若APP無法搜索到模組，需要對模組進(jìn)行重置，查看原理圖可以知道P9管腳對應(yīng)用戶按鍵。

查看/home/share/samba/ty_iot_light_app_sdk_bk7231n_0.1.1/app/xh0623_demo_pixel_light_ty/include/src/light_button/light_button_init.c下有個按鍵配置代碼，可以看到對按鍵點(diǎn)擊4次可以進(jìn)入復(fù)位模式。

幻彩燈帶功能介紹

涂抹功能

用戶可以根據(jù)自己的喜好給燈帶進(jìn)行設(shè)置，配置為自己喜歡的顏色組合，例如配置為藍(lán)綠紅。

實(shí)際配置如下所示。

還有豐富的色卡組合。

場景設(shè)置

用戶可以根據(jù)自己的喜好定義場景。

例如設(shè)置為海上焰火，效果如下所示。

音樂律動

音樂律動分為本地模式和APP模式，在本地模式下有搖滾、爵士、古典、滾動、能量、頻頻。 以爵士為例，設(shè)置之后可以選擇靈敏度來改變燈帶頻率。

實(shí)際演示如下所示。

在APP模式下，燈光根據(jù)手機(jī)麥克風(fēng)采集到的音樂隨之律動。 如設(shè)置為音樂律動，顯示如下所示。

其他功能

用戶可以給幻彩燈帶進(jìn)行設(shè)置，指定打開時間。 同時也可以定義燈帶的長度。

審核編輯：湯梓紅