物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)詞在近幾年的亮相頻率相當(dāng)高,甚至可以說是鋪天蓋地。曾經(jīng)感覺是下個(gè)世紀(jì)的黑科技,其實(shí)已經(jīng)開始深入應(yīng)用到我們?nèi)粘Ia(chǎn)生活中了。物物相聯(lián)、智能感知,是對(duì)物聯(lián)網(wǎng)最通俗、也最準(zhǔn)確的理解。大到工業(yè)國(guó)防,小到衣食住行,稍加注意,你便會(huì)發(fā)現(xiàn)它真的是無所不在。
“聯(lián)發(fā)科”這三個(gè)字,憑它在移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域的影響力確實(shí)無需過多注解,然而,聯(lián)發(fā)科正式宣布進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)場(chǎng)卻是在2014年左右,屬于后起之秀了。不過如同它曾經(jīng)在智能手機(jī)市場(chǎng)上風(fēng)光無限一樣,因其在低功耗與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面深厚的經(jīng)驗(yàn)與科技積累,短短幾年內(nèi)聯(lián)發(fā)科在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也是捷報(bào)頻傳,作為吃瓜群眾的我們竟然也會(huì)因其連番不斷的新品轟炸,而感受到物聯(lián)網(wǎng)深情的撩撥。
過去芯片廠商的開發(fā)公板都是直接提供給客戶廠商,以協(xié)助加速完成產(chǎn)品的開發(fā)。不過近來的趨勢(shì)是各芯片廠家愈發(fā)慷慨,各種開發(fā)板通過各種免費(fèi)形式送到了相關(guān)領(lǐng)域從業(yè)者手中,再加上大量的開源軟件資源,讓眾多極客、“攻城獅”也都有機(jī)會(huì)共同參與到了推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步的大潮中。
這些慷慨的芯片廠家中,就包括了聯(lián)發(fā)科;而享受到免費(fèi)福利的幸運(yùn)兒當(dāng)中,就包括了本人。
對(duì)的,經(jīng)過誠(chéng)意滿滿的一番申請(qǐng),我終于在不久前收到了來自聯(lián)發(fā)科的一套LinkIt 7687物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)板,現(xiàn)在正式進(jìn)入正題。
一、開箱:
先暴力撕開郵遞包裹,再小心翼翼取出開發(fā)板包裝盒。
第一感覺是尺寸小巧精致,圖文設(shè)計(jì)什么的也算精美。而且很多英文,側(cè)面一行字特別顯眼:If you can write ‘hello world!’, you can change the world。
掀開外包裝盒,果然開發(fā)板身著透視防靜電袋在里面乖乖地躺著。如捉J一般把它拉起,拆開“床”板,你會(huì)發(fā)現(xiàn)里面蜷縮著一條數(shù)據(jù)線。
上一張“突擊成果”全家福。
開發(fā)板整體感覺還不錯(cuò),PCBA兩面油亮整潔,一塵不染;元器件布局也有條有理,非常工整。果然有名牌、正品風(fēng)范。
開發(fā)板上最核心的部分當(dāng)然就是那塊8*8mm 68-pin QFN封裝的MT7687F控制器芯片,方方正正地披著鐵皮伸出很多引腳在那里號(hào)令全板。更加吸引視線的是上下兩排亮黃色的GPIO擴(kuò)展接口,還有就是電源和USB接口,以及它下方的三個(gè)圓形功能按鍵。它們右邊更小的圓點(diǎn)排成一排的都是LED燈。再看最右側(cè),自帶板載無線天線,以及備用的外接天線接口。
具體板載硬件配置如下:
(1)供電
USB或電池供電:Micro USB 電源 (VBus, 5V) 和外部 VIN (1.8~3.2V);
(2)LED
多種 LED 指示燈,包含 UART 通訊和電源,以及 6 個(gè)透過GPIO控制的 LED:
D6:5V電源網(wǎng)絡(luò);
D5:3.3V電源網(wǎng)絡(luò);
D9(UART TX):UART1發(fā)送指示;
D10(UART RX):UART1接收指示;
D11、D12、D13,D14,D15可用作其它指示使用。
(3)功能按鍵
S4、S5、S1分別對(duì)應(yīng)系統(tǒng)重置,RTC(Real Time Clock)中斷和外部中斷。
?。?)擴(kuò)展GPIO
8個(gè)GPIO擴(kuò)充接口;
?。?)RTC時(shí)鐘模塊
時(shí)鐘模塊是LinkIt 7687 HDK的特點(diǎn)之一,它包含一個(gè)40MHz源晶體振蕩器,以及用于外部頻率模式的32.768 kHz晶振。
?。?)USB數(shù)據(jù)接口
支持:Mass Storage Device (MSD)flash編程界面;Micro USB CMSIS-DAP(Coresight Debug Access Port);Virtual COM port UART經(jīng)由USB給PC連接。
?。?)射頻
射頻信號(hào)路由到板上的電路天線。
外觀部分就到這里,接下來看下具體的硬件特性。
二、開發(fā)板及芯片
該LinkIt 7687開發(fā)板是基于聯(lián)發(fā)科技的MT7687 Wi-Fi SOC設(shè)計(jì)制作,最適用于開發(fā)智能居家居相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
想要深入認(rèn)識(shí)開發(fā)板,這時(shí)候就有必要把包裝盒拿來復(fù)習(xí)了。
根據(jù)硬盒正面英文所述,開發(fā)板由品佳集團(tuán) (Silicon Application Corp.Group)設(shè)計(jì)推出,被描述為一款“為高能效、安全WiFi設(shè)備而生的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)板”。下面小字是說此板支持AES、3DES/SHA無線WiFi加密,外設(shè)支持UART、I2C、SPI、PWM、IrDA,還有輔助ADC接口。
硬盒反面的英文介紹了開發(fā)板的一些詳細(xì)功能特性,重新整理如下:
·內(nèi)含 MT7687F Wi-Fi 芯片模塊。該模塊可供制造商生產(chǎn)最終商用的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備;
·整合安全引擎的 Wi-Fi 連網(wǎng)功能(支持 AES 與 3DES/SHA 加密標(biāo)準(zhǔn));
·電池(2顆3號(hào)電池)與插電選項(xiàng);
·支持產(chǎn)品上市前的關(guān)鍵測(cè)試,除了提供調(diào)試端口,方便檢測(cè),還提供一個(gè)U.FL天線接頭,以及保留供監(jiān)視耗電量的排針。
·與 Arduino Uno (Revision 3版) 管腳兼容外,另外提供一個(gè)8針腳擴(kuò)充接頭,提供多元的外圍連接能力。
再來看最核心的MT7687。
MT7687是聯(lián)發(fā)科在2015年就推出的節(jié)能型系統(tǒng)級(jí)WiFi芯片,主打低功耗、高安全性,以及良好的擴(kuò)展可編程性能。
它的主要特點(diǎn)整理如下:
·內(nèi)含一顆ARM Cortex-M4F 微控制器;
·1x1組態(tài)的802.11b/g/n WiFi子系統(tǒng),省電、穩(wěn)定;
·主頻達(dá)192Mhz/200Mhz的Cortex M4核心;
·支持多元的外設(shè)接口;
·整合在芯片封裝內(nèi)的嵌入式SRAM/ROM與序列閃存。
三、開發(fā)軟件配置
安裝驅(qū)動(dòng)
通過自帶的數(shù)據(jù)線將開發(fā)板連接至電腦,然后下載安裝官方的驅(qū)動(dòng)。
英文不好的,可以根據(jù)“哪里能點(diǎn)點(diǎn)哪里”的原則,點(diǎn)擊下載紅色劃線部分:
安裝完成,查看以下3個(gè)部分即可:
配置HDK Flash
通過連接J25,啟動(dòng)Flash Recovery模式。
升級(jí)固件
下載mt76x7_mk20d_mbed.bin文件。
模式進(jìn)入
先從LinkIt 7687開發(fā)板移除micro USB連接線。接下來按下并持續(xù)壓住RST按鈕,同時(shí)再用micro USB線將開發(fā)板連接至電腦。繼續(xù)壓住按鈕約5秒鐘后,一個(gè)新設(shè)備就會(huì)出現(xiàn)在Windows文件管理器中了。
安裝
將解壓縮的mt76x7_mk20d_mbed.bin拷貝至這個(gè)新設(shè)備中之后,開發(fā)板上中間那個(gè)U6001 LED燈就開始快閃,這時(shí)候需要耐心等它個(gè)差不多5分鐘。
開發(fā)軟件安裝
?。?)安裝MDK 5.22
?。?)安裝MediaTek.MTx.4.0.0.pack
下載完成后雙擊打開安裝:
四、跟物聯(lián)網(wǎng)世界打聲招呼吧
1.WiFi AP測(cè)試
1.1 連接圖
1.2 調(diào)試代碼
1.3 調(diào)試現(xiàn)象
使用網(wǎng)絡(luò)調(diào)試軟件,在PC端和手機(jī)端分別安裝。查看7687的輸出記錄即可知道:[Gateway]10.10.10.1、[Start IP]10.10.10.2、[End IP]10.10.10.10。
測(cè)試連接的PC IP為10.10.10.2 設(shè)置UDP,端口號(hào):8080,目標(biāo)主機(jī)10.10.10.3
測(cè)試連接的Mobile IP為10.10.10.3,設(shè)置UDP Server,端口號(hào)8080。
互發(fā)數(shù)據(jù),達(dá)到簡(jiǎn)單的通信測(cè)試。
2.WiFi STA測(cè)試
2.1 連接圖
2.2 調(diào)試代碼
運(yùn)行官方例程:iot_sdk_demo
2.3 調(diào)試現(xiàn)象
UART調(diào)試打印信息
查看路由器管理界面,MT7687的連接信息。
Lwip socket測(cè)試
LwIP是Light Weight (輕型)IP協(xié)議。LwIP在保持TCP協(xié)議主要功能的基礎(chǔ)上減少對(duì)RAM 的占用,適合在低端的嵌入式系統(tǒng)中使用。
3.1 Socket通信
?。?) 創(chuàng)建:int lwip_socket(int domain, int type, int protocol)
?。?) 綁定:int lwip_bind(int s, const struct sockaddr *name, socklen_t namelen)
(3) 監(jiān)聽端口號(hào):int lwip_listen(int s, int backlog)
?。?) 接收來自客戶端的連接請(qǐng)求:
Int lwip_accept(int s, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen)
?。?) 讀取數(shù)據(jù):int lwip_read(int s, void *mem, size_t len)
?。?) 發(fā)送數(shù)據(jù):int lwip_write(int s, const void *data, size_t size)
(7) 關(guān)閉:int lwip_close(int s)
3.2 調(diào)試代碼
運(yùn)行官方例程:lwip_socket。借助 WiFi STA模式測(cè)試代碼。
3.3調(diào)試現(xiàn)象
此處以TCP調(diào)試。
?。?)MT7687端創(chuàng)建Socket 通信,server端。
IP:192.168.0.13
Port: 6500
(2)手機(jī)端借助網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手,作為Socket Client請(qǐng)求連接
?。?)連接成功,開始通信測(cè)試。
4.基于MT7687的計(jì)量插座設(shè)計(jì)
4.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
本文基于MT7687的WiFi版本計(jì)量插座實(shí)現(xiàn)了普通插座的聯(lián)網(wǎng)和計(jì)量功能,用戶可以通過APP端實(shí)現(xiàn)對(duì)連接在插座上的負(fù)載進(jìn)行控制和電量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)查看。計(jì)量方案采用8051微處理器的單相電能計(jì)量芯片 G80F923,WiFi采用MT7687,采用內(nèi)核cortex-m4,基于聯(lián)發(fā)科實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)開發(fā)平臺(tái)。
4.2 設(shè)計(jì)框圖
4.3 設(shè)計(jì)原理
4.3.1 基本參數(shù)
電源參數(shù):220-250VAC,50/ 60HZ;
額定最大電流:10A;
計(jì)量精度:1%。
4.3.1 計(jì)量芯片 G80F923
G80F925提供單相電能計(jì)量所需要的全部功能,包括有功功率與有功電能、無功功率與無功電能、電壓電流有效值及頻率計(jì)算等,支持靈活校表方案。
電壓采樣:分壓采樣,將差分電路電壓信號(hào)輸入采樣端口VP和VN
電流采樣:使用分流器,采用高精度錳銅電阻,將信號(hào)輸入IP和IN
4.3.2 WiFi模塊 MT 7687
采用MT7687的UART ,RX:GPIO36 ,TX:GPIO37。連接計(jì)量MCU的UART。
協(xié)議說明
4.4.1用戶端——>MT7687
1:查詢?cè)O(shè)備端數(shù)據(jù)
2:控制設(shè)備端打開負(fù)載
3:控制設(shè)備端斷開負(fù)載
4.4.2 MT7687——>設(shè)備端
Uart協(xié)議
波特率:115200bps,數(shù)據(jù)位:8,停止位:1,校驗(yàn)位:N ,流控制:N
長(zhǎng)度包括:data
CRC采用ModbusCRC計(jì)算方法
校驗(yàn)項(xiàng):為功能碼+長(zhǎng)度+數(shù)據(jù)。
?。?)下發(fā)數(shù)據(jù)
?。?)上報(bào)數(shù)據(jù)
(3)錯(cuò)誤應(yīng)答
錯(cuò)誤碼說明。
4.4.3數(shù)據(jù)說明
4.5 程序調(diào)試
Uart通信
?。?)基本配置
采用TCP 方式,MT7687作為TCP Server,手機(jī)端作為TCP Client。參照STA測(cè)試。
4.6 調(diào)試記錄
?。?)數(shù)據(jù)通信測(cè)試:
建立Socket連接,手機(jī)端發(fā)送1,當(dāng)MT7687收到數(shù)據(jù)后,通過Uart向G80F9023查詢檢測(cè)數(shù)據(jù),然后向上發(fā)送至手機(jī)端。
此處的電氣數(shù)據(jù)為模擬數(shù)據(jù)。
?。?)硬件連接圖:
采用USB供電。電氣數(shù)據(jù)為模擬數(shù)據(jù),此處實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)據(jù)通信。
五、結(jié)語
進(jìn)行到這里,相信大家已經(jīng)都可以著手開發(fā)自己作品了,比如智能燈泡、智能門鎖等等。LinkIt 7687開發(fā)板整個(gè)連接、設(shè)置和測(cè)試運(yùn)行,以及參考設(shè)計(jì)都算是完成得非常順暢,主要是MTK提供的各種開源軟件資源非常豐富,可以說是給我們開發(fā)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品掃清了許多障礙。
“Advanture is out there”,各位看官,此篇拙文算是投石引玉,還有更多更亮眼的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)意,就等你們一起去實(shí)現(xiàn)了!
評(píng)論
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