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开发概述

更新时间:2020-09-28 12:29:02下载pdf

Wi-Fi 通用方案是 MCU 对接主流方案之一,设备 MCU 通过串口与 Wi-Fi 模组连接实现设备联网。涂鸦提供完整的模组、App、云端服务。

通信原理

与其他通讯模组方案相比,Wi-Fi 模组通过路由器连接云端,无需网关、操作数据便捷、传输速度快、用户体验更好。Wi-Fi 通用模组对接方案通信原理图如下:

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开发流程

第一步:创建产品

本章节主要介绍Wi-Fi通用方案创建产品时的必要信息,更多步骤详情请参考 MCU 对接方案概述 产品创建章节。

  1. 登录 IoT 工作台,创建产品。

  2. 根据实际需求选择产品品类,联网方式选择 Wi-Fi。

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  3. 产品创建完成后,可以根据产品实际需求选择功能、面板、模组、固件,并且可以下载MCU开发包。

    注意:有些产品类别有对功耗的扩展选择,正常供电产品我们选标准功耗即可,电池供电类产品推荐选低功耗。功耗选择会关系到后续模组及固件的推荐。

  4. 在创建产品选择模组时,平台会推荐一些常用模组型号。这里简要介绍了 Wi-Fi 通用方案中使用最多的几款 Wi-Fi 模组。Wi-Fi 模组根据封装分 1、2、3 三个系列,常见的型号有:

    • WR1/WBR1/WBR1D 等:1系列,常用型号,封装稍大,一般都可选板载或外接天线,外接天线版型号为 “模组型号-IPEX”。

    • WR2/WBR2/WBR2D 等:2系列 ,插件封装,使用较少,产品对空间体积有要求时使用。

    • WR3/WBR3/WBR3D 等:3系列 ,体积比 1 系列 略小,市场常见封装,可兼容替换类似封装模组,也是最常用的模组型号之一。

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  5. 选定模组和固件后,可在线购买模组样品,硬件工程师可以进入画板阶段。硬件开发相关资料均可在文档中心查看:

    注意:Wi-Fi 通用模组工作平均电流在 100mA 以内,但峰值电流会达到 400mA 以上(持续 us 级别),电源设计时一定要留有余量!

第二步:配网测试

建议您在编写代码前,使用涂鸦模组调试助手的 MCU 模拟模式 与您购买的 Wi-Fi 模组先连接跑通。在验证模组的同时,您可提前熟悉协议交互流程。

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在 MCU 模拟模式中,涂鸦模组调试助手会模拟 MCU 自动回复模组正确的协议数据,用手机给模组配网后可测试 DP 数据的上报下发。本章节介绍助手和模组配网实操的主要步骤。更多有关涂鸦模组调试助手的使用说明,请参考 涂鸦模组调试助手使用说明

  1. 根据最小系统原理图,搭建模组外围电路。

    说明:如果您只进行简单测试,可直接飞线。

  2. 打开开发包中的涂鸦模组调试助手,导入调试文件,协议选择 Wi-Fi 通用协议,MCU 模拟模式。

  3. 将模组串口通过 USB 转 TTL 工具接到电脑端,助手选择对应的串口及波特率,打开串口单击启动,将看到模组和上位机自动进行初始化流程协议交互。

    注意:Wi-Fi 模组上电会不断发送心跳包,收到正确回复后,进行后续初始化协议的交互。若上电无数据发出,请检查模组外围电路是否正确。

  4. 单击重置模组,模组进入配网模式。

    模组支持 EZ 和 AP 两种配网模式,重置按钮会切换配网模式。有关两种配网模式的区别,请参考 帮助中心

  5. 根据状态提示,App 进行相应的配网操作,配网操作可阅读 App使用说明。以下为两种配网模式的演示说明。

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第三步:软件开发

在硬件调试环节中,您会看到模组与 MCU 有一系列的串口协议交互数据,有关这些数据的详情,可参考开发包中协议文档。协议主要分为两部分:

  • 基础协议:基础协议和产品无关,是模组共有协议,包括模组初始化指令及部分扩展功能指令。有关基础协议的详细内容,请参考 Wi-Fi 模组通用串口协议

  • 功能协议:功能协议部分主要基于基础协议的上报下发命令字,对 DP 数据内容格式做了详细说明。

MCU对接涂鸦模组协议,有以下两种途径:

  • 自行对接协议

    若 MCU 资源有限,或不适宜移植 MCU SDK 时,您可以选择自行对接串口协议。串口协议的详细讲解,请参考 Wi-Fi模组通用协议解析

  • 移植 MCU SDK

    若 MCU 资源足够,建议您直接移植 MCU SDK,开发高效便捷。开发包中 MCU SDK 是涂鸦提供的基于 C 语言的协议应用代码,可直接添加到 MCU 工程中。MCU SDK 对 MCU 硬件资源需求:

    • Flash 4K 字节
    • RAM 与 DP 点数据长度有关,一百字节左右,如需实现 OTA 功能 RAM 需大于 260 字节
    • 函数嵌套级数 9 级,SDK 包中的函数依然可以作为参考

    更多教程详情,请参考 MCU SDK 移植

第四步:协议验证

移植 MCU SDK 代码开发完成后,您可以使用涂鸦模组调试助手的模组模拟模式,验证 MCU 代码的正确性。

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模拟模组模式下,模组调试助手会自动发送初始化数据流,验证 MCU 回复是否正确,对于错误数据给予相应提示。初始化交互通过后,可手动单击测试其他拓展功能。

注意:涂鸦模组调试助手的模组模拟模式,没有联网功能,仅用来验证 MCU 串口协议收发正确性。测试完成,MCU 可接实际模组配网联调。

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第五步:功能联调

在使用助手验证完毕代码后,MCU 可连接模组使用 App 配网,进入功能联调阶段。功能联调主要测试各 DP 点上报下发是否正确。在调试过程有一些常用工具链接如下:

  • 登录 IoT 工作台的运营中心,根据设备 ID 可查询相关设备后台日志数据,详情请参考 运营中心使用指南

  • 涂鸦提供在线化的支持服务,如果文档资料无法解答您的问题,可直接在线提问,专业技术团队将为您答疑,详情请参考 支持中心使用教程

例程下载

以下为 Wi-Fi 开发方案中您可以下载和使用的例程地址:

视频教程

以下为 Wi-Fi MCU 开发方案中您可以参考的视频教程:

  • 产品创建:从涂鸦 IoT 平台手把手教学创建产品、下载开发资料包

  • 协议解析:涂鸦 Wi-Fi 模组通用串口协议格式及注意事项讲解

  • SDK 移植:MCU SDK 移植全过程讲解

  • SDK 函数:涂鸦 Wi-Fi MCU SDK 函数架构讲解

  • 助手调试:高效率调试助手,对接问题快速定位

    说明:视频中为助手最初版本,现在助手已经经过重构,目前开发包中为最新版本助手,可一键切换模式及协议,更加高效便捷。

  • 配网演示:Smart 和 AP 两种配网模式,App 配网过程演示

    说明:视频中 App 界面非最新版本,但配网步骤基本一致,可做参考。

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