【嵌入式物聯網實戰專案】環境監測設備接入涂鴉IoT開發平臺

物聯網的概念其實十幾二十年前就已經有了，隨著人工智能，大資料，云計算這些科技的發展，越來越多的物聯網專案正式商用落地，比如，共享單車和共享汽車，全屋智能家居，等等，

時至今天，國內的物聯網生態可謂百花齊放，不乏一線大廠，比如華為騰訊小米；小米應該是布局物聯網生態比較早的公司，大部分人都認為小米是做手機的，但發展到今天，小米已經成為一個生態鏈平臺，

大概在2015年左右，有一家公司漸漸進入物聯網的生態圈，涂鴉智能，我最早接觸涂鴉大概是在2016的時候，記得當時有一個做植物燈具的廠家，想用手機控制家里的植物照明燈，并且實時監測家里的環境資料并記錄，

如果按照當時的技術水平和技術思維，大部分開發者都會想著自己搭建服務器，然后自己開發硬體，自己開發手機應用，這一整套下來，光是服務器的搭建和維護成本已經不低，

當時老板不知道在什么地方找到涂鴉，交到我手上的，是一款涂鴉開發板；我應該是當時比較早的嘗鮮開發者了，那時候的開發檔案雖然沒有現在完善，但參考檔案已經可以實作設備聯網，資料記錄，手機應用控制這些基本功能，

當時我記得采用的開發方式是，設備端使用涂鴉提供的MCU_SDK接入涂鴉云平臺，手機APP是采用涂鴉提供的SDK進行開發的，專案比較順利，進行了不到兩個月就進入了量產階段，直到今天產品仍然在量產，

用涂鴉方案開發完兩三個專案之后，我就跳槽了，轉到了其他技術方向，之后有三四年的時間就沒有使用過涂鴉方案了，

以上是我使用涂鴉物聯網方案的一段作業小經歷，

最近，偶然間在公眾號刷到涂鴉IoT的資訊，因為記得自己當時有注冊賬號，于是，登錄上去看看~

對比起幾年前，涂鴉確實發展了很多，平臺增加了人工智能和工業物聯網的相關內容，第三方云接入，完全自定義的手機界面，等等，

大概看了一下各種開發檔案后，忽然想起我手上剛剛好有一款小熊派物聯網開發板，于是就想嘗試一下，把小熊派接入涂鴉IoT平臺，然后自己設計一個簡單的UI界面，再次學習一下涂鴉IoT平臺的開發接入程序，

以前也寫過不少小熊派物聯網開發板相關的文章，小熊派官方是接入華為云的，我之前也已經把小熊派接入騰訊云并實作了MQTT通信，相關的文章可以查閱我的博客或公眾號，

現在，我嘗試把小熊派接入涂鴉IoT平臺，并實作以下簡單的功能：

（1）通過涂鴉提供的WiFi模塊，設備接入涂鴉IoT平臺，設備可以通過手機進行配網操作，

（2）設備通過配網指示燈提示配網程序，并可以通過按鍵解除配網，

（3）設備上報溫濕度傳感器和光照傳感器的資料資訊，云平臺進行資料記錄，曲線顯示，

（4）手機APP界面顯示資料資訊，可下發控制指令，控制電機和紫光燈，

（5）LCD界面顯示設備運行資訊，

以下是涂鴉IoT平臺的思維導圖及開發程序，

注冊開發者賬號

1、首先，根據涂鴉官方的指引，注冊一個開發者賬號，然后使用該賬號登錄涂鴉IoT開發平臺，即可進行物聯網產品開發，注冊頁面和登錄頁面如下圖所示，

賬號注冊鏈接：https://t.tuya.com/AY1D3R8xay

創建產品

2、涂鴉IoT平臺登錄成功后，即可進入平臺首頁，在平臺首頁可以查看到創建的產品總數，以及各種開發中的產品資訊，如下圖所示，

3、點擊創建產品按鈕，即可進入產品創建頁面，由于我們使用的是小熊派物聯網開發板，屬于涂鴉產品庫里面的非標準品類，因此，我們使用【找不到品類】功能，創建一款開發者自定義的產品，接入涂鴉IoT平臺，這樣的靈活性更高，如下圖所示，

4、根據產品的實際情況，填寫產品資訊，我使用的是小熊派物聯網開發板，實作了植物環境監測的功能，因此，我創建的產品資訊，如下圖所示，

5、產品創建成功后，IoT平臺會為該產品生成唯一的PID，由于我們是開發一款非標準產品，里面的功能節點都是自定義的，因此我們不添加任何涂鴉產品庫里面的功能節點，點擊【確定】，進入產品開發頁面，

定義產品功能

6、涂鴉的IoT平臺非常人性化，根據智能硬體的開發流程，設定好了開發引導，對于所有的智能硬體開發，基本都遵循了【功能定義】、【設備面板】、【硬體開發】、【產品配置】、【設備除錯】、【測驗服務】這個流程，如下圖所示，

7、對于開發一款智能硬體設備，需要先對其進行功能定義，對于需求模糊的產品，是沒有辦法進入產品開發階段的，因此，在進行硬體設備開發和手機APP開發之前，先定義產品的功能，對于我們將要開發的小熊植物監測設備，需要添加自定義功能，如下圖所示，

8、所有植物監測設備的自定義功能添加完成后，如下圖所示，至此，我們完成了在IoT平臺上確定一款智能硬體的具體功能，并且可以進行下一步的設備面板開發和設備硬體開發，

開發設備顯示面板

9、一個優秀的APP顯示界面是十分重要的，涂鴉IoT平臺為開發者提供了多種APP界面設計方式，如Studio面板，SDK開發面板，定制面板，自由配置面板，

Studio面板，是使用涂鴉提供的界面設計工具，使用拖曳的方式進行界面設計，所見即所得，

SDK開發面板，是使用涂鴉提供的SDK，進行手機APP界面開發，

定制面板，是向涂鴉提供面板設計需求并付費后，涂鴉進行界面開發，

自由配置面板，是用于專案除錯階段，功能完整但美觀度不足，

10、根據我們自己的實際情況，我選擇了使用Studio面板進行界面開發，進入Studio面板開發界面后，可以在頁面左側拖曳控制元件，然后在頁面右側設計各個控制元件的屬性，對于如何進行Studio面板開發，涂鴉也提供了一系列的檔案，如下圖所示，

11、界面設計完成后，即可進行發布，點擊右側的發布按鈕，按照發布流程進行操作，在發布之前，也可以使用預覽功能對界面進行預覽，沒問題后進行發布，發布后的界面也支持修改，如下圖所示，

至此，APP界面開發已經完成，發布成功后的界面會同步到手機APP端，在設備登錄IoT平臺成功后，即可用自己設計的界面操作設備，界面開發完成后，即可開始設備硬體開發，

開發設備硬體

12、涂鴉提供了三種方式接入IoT平臺，分別是Link SDK，MCU SDK，TuyaOS，我們這次開發是采用了MCU SDK的方式接入涂鴉云的，并且選用涂鴉提供的WR3 WiFi模塊作為聯網模塊，如下圖所示，

13、設定完成后，即可在頁面下載功能點除錯檔案，快速入門指南，MCU SDK，模組串口協議，涂鴉模組除錯助手，下載的這些檔案，可以幫助我們更好地進行硬體設備開發，如下圖所示，

14、接下來的作業，需要移植MCU_SDK到小熊派物聯網開發板，MCU_SDK是涂鴉IoT平臺根據產品的功能點，自動生成的一套設備代碼，這套代碼需要根據不同的芯片平臺進行移植，SDK的代碼檔案如下圖所示，

mcu_api檔案，提供一系列開發者主動呼叫的函式，比如記憶體操作，資料型別轉換，DP資料上報，復位wifi模組，或者wifi模組資訊，等等，

protocol檔案，開發者需要修改此檔案，實作功能點的資料處理，包括下發和上報功能，此檔案內有具體的移植提示，需要重點關注，

system檔案，主要是涂鴉平臺通信協議的決議，一般不需要修改，

wifi.h檔案，使用涂鴉sdk里面的函式時，需要包含此頭檔案，

15、把MCU_SDK里面的檔案，復制到工程代碼里面，并且添加到編譯器里，在編譯器里面設定好頭檔案相關的路徑，如下圖所示，

16、為了更好地進行各種任務調度，軟體工程里面添加了一個作業系統抽象層的調度器，并且創建了一些任務事件，關于這個調度器的具體原理及使用方式，可以參考以下文章，

開源 | 嵌入式物聯網專案開發 - 基于任務和事件的OSAL調度器_EmbedIoT Studio-CSDN博客

17、對于WiFi模組的各種任務事件處理，主要放在wifi_task.c檔案里面，在這個檔案里面，主要是對涂鴉wifi協議的初始化，并且創建一個持續的任務，不斷獲取wifi模塊的狀態資訊，以及不斷呼叫wifi_uart_service()函式處理WiFi模組的任務，

18、wifi_task.c檔案還提供了WiFi模組的復位操作，以及清除配網資訊操作，關鍵的原始碼如下圖所示，

19、當用戶在手機界面操作的時候，IoT平臺就會下發指令到設備端，設備端需要呼叫相應的函式進行處理，處理函式在protocol.c檔案里面，比如，當用戶點擊app上面的按鈕的時候，打開電機，則開發者需要把電機的驅動函式放到protocol.c相應的DP功能函式里面，如下圖所示，

20、對于需要開發者上報的功能點資料，可以通過MCU SDK提供的功能點上報函式進行處理，在all_data_update()函式里面，有各個功能點的上報函式，這些函式開發者可以在適當的時候進行呼叫，如下圖所示，

21、大部分的功能邏輯都在user_task.c檔案里面進行處理，如周期地獲取傳感器資料，重繪LCD顯示屏，并且周期地把資料上傳到涂鴉IoT后臺，具體的代碼實作如下圖所示，

22、至此，硬體設備相關的開發已經進行得差不多，具體的原始碼工程我已經上傳到gitee，原始碼的下載鏈接如下所示，

bearpi_tuya_project: 小熊派接入涂鴉云平臺

設備除錯

23、界面和設備開發完成后，就可以進行設備除錯了，可以通過【智能生活】APP，對設備進行配網操作，配網成功后，就會在APP端看到我們自己設計的界面，可以通過這個界面看到設備上報的資訊，以及對設備進行控制，

24、除了使用APP進行設備除錯之外，也可以使用涂鴉IoT平臺上面的設備除錯界面，進行設備除錯，在頁面添加了設備的ID資訊后，就可以用APP掃描二維碼，進入設備除錯界面，這個設備除錯界面可以列印出除錯程序的資料，有利于開發者進行分析，

設備發布上線

25、設備開發完成后，就可以進行發布上線，在產品開發的主頁面右上角，可以點擊【發布產品】按鈕，根據界面提示進行操作，即可發布產品，如下圖所示，

26、設備的運行界面以及手機APP的運行界面，如下圖所示，