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大彩串口屏4g应用-米乐网页

演示视频

一、适用范围


本文档适合大彩pm 4g系列串口屏产品使用。





二、开发环境版本


1. visualtft软件版本：v3.0.1.1133及以上的版本。

版本查看：

1) 打开visualtft软件启动页面如图2-1软件版本，右上角会显示的软件版本号；

图2-1软件版本

2) 打开visualtft，在软件右下角可以查看软件版本图2-2软件版本，最新版本可登录http://www.gz-dc.com/进行下载。

图2-2软件版本

2. 串口屏硬件版本：m系列固件 >= v6.3.257.00。

版本查看：

1) 查看屏幕背面版本号贴纸；

2) visualtft与屏幕联机成功后，右下角显示的版本号。





三、概述


阿里云iot提供的一款针对生活领域的物联网平台，以解决家电设备快速智能化的问题。平台针对家电智能化的设备连接、移动端控制、设备管理、数据统计等问题，提供了一整套配置化方案，大幅减低设备-云-app的开发成本。了解阿里云平台更多信息，详细介绍请参考阿里云米乐网页官网上《关于生活物联网平台》文档。

本例程主要介绍，pw-4g系列如何用一机一密方式连接阿里云。以空调为例，对空调的温度、开关机、模式、滤网时间等参数进行数据交互。





四、参考资料


1. 《lua 脚本api v1.4》可通过以下链接下载物联型开发包获取:

http:/www.gz-dc.com/index.php?s=/list/index/cid/19.html

2.《lua基础学习》可通过以下链接下载物联型开发包获取:

http:/www.gz-dc.com/index.php?s=/list/index/cid/19.html

3. lua脚本初学者可以通过下面链接进行学习。

http://www.runoob.com/lua/lua-arrays.html





五、教程实现


本章节主要串口屏-阿里云-app数据交互的配置流程，将分为以下3个阶段讲述教程demo是如何实现：

1. 准备工程素材；

2. 阿里云平台配置；

3. 配置串口屏工程；






5.1

准备工作


5.1.1 准备工程素材

在实现例程前需要作以下3个准备：

1. 硬件平台；

2. 软件平台；

3. ui素材；

该例程使用大彩m系列7寸串口屏dc80480m070_1111_0t为验证开发平台。如图5-1所示；

图5-1  m系列7寸串口屏

其他尺寸的串口屏均可借鉴此教程。


5.1.2 软件平台

使用大彩自主研发的上位机软件visualtft配置工程，登录http://www.gz-dc.com/下载。如图5-2所示；

图5-2下载软件






5.2

阿里云平台配置

阿里云生活物联网平台配置流程主要包括以下7个步骤：

1. 注册账号

2. 创建工程

3. 创建产品

4. 功能定义

5. 设备调试

6. 人机交互

7. 批量投产

详细到配置流程，可参考我司《wifi-连接阿里云教程》相应阿里云平台配置章节说明，或可参考直接登录阿里云米乐网页官网，文档中心查阅更多内容。







5.3

配置串口屏工程

本文主要介绍以下2点：

(1) 画面配置

(2) lua编辑

5.3.1 准备工程素材

在画面id0中，信号运营商、app qr code、app交互变量组成。

信号运营商：图标件id12表示信号等级、文本控件id13表示运营商

app qr code：二维码控件，使用手机云智能app（阿里云公办app）扫码，由于是一型一密，用户扫码需要开发者分享授权。

app 交互的变量：控件id1~id10用于显示、设置开/关机、滤网时间、温度、设备模式等。画面配置如图5-3所示：

注意：其他非关键控件不在一一介绍，下文不在累述

图5-3 画面配置


5.3.2 lua编辑 

本例程中，屏幕上电执行初始化操作，如加载4g at 指令的库、初始化和4g模块的交互的函数、初始化4g模块、开启定时器获取运营商和信号值。

4g模块初始化完成后，提交阿里云认证，并设置mqtt相关参数、服务ip和端口等等，屏幕发出请求会话通知。一切就绪后，屏幕和云端可以进行数据交互。

1. 初始化

调用系统函数on_init（）执行代码如程序清单 1所示：

程序清单 1初始化 

--[[*********************************************************************
** function name:  on_init
** descriptions :  系统初始化时，执行此回调函数。
*********************************************************************--]]
function on_init()
    dofile('air724at.lua') --加载 http.lua 文件
    uart_set_baudrate3(115200) --设置与4g模块通讯的串口3的波特率为115200
    --设置4g库函数的命令发送函数，命令回调函数、调试信息打印函数
    air_set_callback(on_air_send_cb,on_air_resp_callback,on_air_log_cb)
    air_hw_int()     --4g模块初始化设置
    air_get_iccid()  –- 获取卡号
    --开启自动获取型号强度
    start_timer(timerid_sig_weather, 1000 , 0, 0)
end
--[[*********************************************************************
** function name:  on_timer
** descriptions :  定时器超时回到调函数。
** @ timer_id    :  定时器id
*********************************************************************--]]
function on_timer(timer_id)
    on_air_timer(timer_id) --4g库函数的定时处理
    --自动获取型号强度
    if timer_id == timerid_sig_weather
    then
        --定时器计数，timer0_notify_cnt 每秒 1。计时长度30min
        timer0_notify_cnt = timer0_notify_cnt   1 
        if timer0_notify_cnt == 0
        then
            --每15s调用一次，更新信号值
            at_cops_csq()
        end
    end
end
--[[*********************************************************************
** function name : at_cops_csq
** descriptions  : 获取运营商信息、信号强度
** @return       : nil,无返回值
*********************************************************************--]]
function at_cops_csq()
    air_cmd_add('at cops?','ok',1000) –获取运营商
    air_cmd_add('at csq'  ,'ok',1000) –获取信号
end
--[[*********************************************************************
** function name:  on_air_resp_callback
** descriptions :  4g模块-数据回调接口
** @key         :  屏幕->4g模块的发送请求
** @value       :  4g模块->返回的数据
*********************************************************************--]]
function on_air_resp_callback(key, value)  
     if value == nil
     then 
         return              --value为空时退出
     end
     ......
     if key ~= nil
     then
         return              -- key为空时退出
     end
    ......
    --***************************************************************
    --条件：    4g初始化完成
    --功能：    使用使用at指令获取信号强度和运营商。
    --          使用 mqtt 提交三元组，阿里云认证。
    --调用函数：at_cops_csq()
    --函数功能：获取信号强度和运营商
    --调用函数：aliyun_get_iot_token()
    --函数功能：提交阿里云认证
    --********************************************************************
    if string.find(key,' sapbr=1,1') ~= nil and string.find(value,'ok') ~= nil 
    then
        at_cops_csq()           --获取信号强度
        aliyun_get_iot_token() –提交阿里云认证
    end
    ......
end
--[[**********************************************************************
** function name: on_uart_recv_data3
** descriptions : 接收串口3数据回调函数，连接4g模块。
**********************************************************************--]]
function on_uart_recv_data3(packet)
    --4g at指令库api
    on_air_recv_data(packet)
end

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核心api函数

1) dofile (filename)

加载文件：本例程中加载4g at 指令的库

  • filename ：文件名

2) uart_set_baudrate3(speed)

设置串口3的波特率：串口3为屏幕和4g模块通讯的串口

  • speed  ：通讯的波特率

3) on_air_recv_data(packet)

串口接收4g模块的返回数据的回调。

  • packet ：形参为表，字节数据。

4) air_set_callback (on_air_send_cb,on_air_resp_callback,on_air_log_cb)

设置4g库函数的回调。形参类型为函数，参数依次为命令发送函数，命令回调函数、调试信息打印函数，可自定义函数名。

  • on_air_send_cb ：屏幕向4g模块发送回调函数
  • on_air_resp_callback ：4g向屏幕返回数据回调函数
  • on_air_log_cb ：用户调试信息回调函数调试


5) at_cops_csq()
自定义封装函数，获取运行商和信号值

6) air_cmd_add(sendstr,ackstr,timeout,retry,callback)

屏幕向4g模块发送at指令

  • sendstr  ：屏幕向4g模块发送at指令
  • ackstr   ：4g模块应答屏幕的请求
  • timeou  ：应道超时时间
  • retry    ： 超时重发次数，可选
  • callback ： 应答回调函数，可选
注：如果没有设置超时重发次数，则超时时直接发送队列中的下一条指令。
 
7) on_air_resp_callback(key, value)

4g应答屏幕回调函数：屏幕发送at指令，4g应答后均会回调该函数，本函数如air_set_callback(on_air_send_cb,on_air_resp_callback,on_air_log_cb)函数设置。

  • key    ：屏幕->4g模块，发送请求的at指令
  • value  ：4g模块->屏幕，返回的数据

相关at指令：
本例程中，初始化部分在on_air_resp_callback(key, value)回调函数中，需要判断4g收发的相关at指令，如下所示：

1) 获取运营商：

    屏幕发送：at cops?

    屏幕接收：ok


2) 获取信号值at：

    屏幕发送：at csq

    屏幕接收：ok


3) 网络数据是否激活：

    屏幕发送：at sapbr=1,1

    屏幕接收：ok


2. 提交阿里云认证

当4g初始化完成后，提交阿里云认证（三元组），代码如程序清单 2所示：


程序清单 1初始化 

--出厂工程测试使用的阿里云服务器的登录id和三元组
local clientid      = '862991419835242'             --无限制
local productkey    = 'a1d2e9vasuz'                 --三元组的 productkey
local devicename    = 'tuovqg3nrvznr2omwwev'        --三元组的 devicename
local devicesecret = '36c51acc5e3a7e410fe55831fd5e899d'         --三元组的 devicesecret 
--[[**********************************************************************
** function name: aliyun_get_iot_token
** descriptions : 连接aliyun
** return         : nil,无返回值
**********************************************************************--]]
function aliyun_get_iot_token() 
    local msg  = 'clientid'..clientid..
                 'devicename'..devicename..
                 'productkey'..productkey
    local sign = md5_hmac(msg,devicesecret)   --计算哈希值
    local http_data = 'productkey='..productkey..
                      '&sign='..sign..
                      '&clientid='..clientid..
                      '&devicename='..devicename
    --提交aliyun认证
    air_http_post(
            'https://iot-auth.cn-shanghai.aliyuncs.com/auth/devicename',
            'application/x-www-form-urlencoded',
            http_data,
            on_aliyun_get_iot_token_cb
            )
    --设置二维码
    qrstring = 
        'https://g.aliplus.com/ilop/static/download/ilopdownload.html?
         locale=zh-cn&pk='..productkey..'&dn='..devicename
    set_text( screen_ac_control, 11, qrstring)
end
--[[*********************************************************************
** function name:  on_aliyun_get_iot_token_cb
** descriptions :  aliyun认证回调函数
**                    成功时发送命令 at mconfig 和 at sslmipstart
*********************************************************************--]]
function on_aliyun_get_iot_token_cb(key, value) 
    if key=='data' then
        local jsondata = cjson.decode(table2str(value)) --json解码
        if jsondata ~= nil and jsondata['code'] == 200
        then
            iotid = jsondata['data']['iotid']
            iottoken = jsondata['data']['iottoken']
            mqtt_config(clientid,iotid,iottoken)
            mqtt_tcp_start(
                productkey .. '.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com',
                1883,
                true )
        end
    end
end

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核心api函数

1) aliyun_get_iot_token()
提交阿里云认证（三元组）和设置二维码。

2) air_http_post (url,content_type,post_data,callback)

http post操作，例程中次数用于提交阿里云认证（三元组）。

  • url：网页url
  • content_type：自定义，参数值
  • post_data：写数据
  • callback：4g数据回调函数


3) on_aliyun_get_iot_token_cb(key, value)
aliyun认证回调函数，当云端反馈正常认证后，调用系统4g at 指令的库

的mqtt_config（）设置mtqq参数、mqtt_tcp_start（）设置服务器ip和端口。

  • key：云端恢复的类型
  • value:云端恢复的数据


3. 设置云端ip和端口
当云端认证成功和设置mqtt相关参数后，调用mqtt_config() 、mqtt_tcp_start() 设置云端ip和端口，调用mqtt_connect() 与服务器建立会话连接 ，代码如程序清单 3所示：

程序清单 3  设置云端ip和端口 

--[[*********************************************************************
** function name:  on_aliyun_get_iot_token_cb
** descriptions :  aliyun认证回调函数
**                 成功时发送命令 at mconfig 和 at sslmipstart
*********************************************************************--]]
function on_aliyun_get_iot_token_cb(key, value)
    ......
    mqtt_config(clientid,iotid,iottoken)
    mqtt_tcp_start(productkey ..
                 '.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com', 1883, true)
    ......
end
--[[*********************************************************************
** function name:  on_air_resp_callback
** descriptions :  4g模块-数据回调接口
** @key          :  屏幕->4g模块的发送请求
** @value        :  4g模块->返回的数据
*********************************************************************--]]
function on_air_resp_callback(key, value)  
    my_print('on_air_resp_callback()')
    ......
    --****************************************************************
    --条件：    连接aliyun，at sslmipstart 成功
    --功能：    发送at mconnect=...
    --********************************************************************
    if string.find(key, ' sslmipstart') ~= nil and 
       string.find(value, 'connect ok') ~= nil
    then
        my_print('mqtt_connect(1,600)')
        mqtt_connect(1,600)
    end
end

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核心api函数
1) mqtt_config(clientid,username,password,will_qos,will_retain,will_topic,will_message)

设置 mqtt 相关参数，本例程，只需要填写客户身份、登陆服务器的用户名以及密码，其中这三个参数是有阿里云认证反馈回来的。

  • status：客户身份
  • username：登录服务器的用户名
  • password：登录服务器的密码
  • will_qos：将要发送的信息的服务质量
  • will_retain：保留标志
  • will_topic：将要发送的消息的话题
  • will_message：将要发送的消息内容

 

2) mqtt_tcp_start(srvaddr,port,ssl)

设置服务器的ip、端口

  • srvad：服务器 ip 地址或 dns 地址
  • port：服务器端口
  • ssl：设置为 true 时，使用ssl链接

 

3)  mqtt_connect()

客户端向服务器请求会话连接

  • clean_session：会话状态
  • keepalive    ：保持时间

 

当屏幕向云端发送设置服务器ip、端口请求的时候，云端回应数据，触发回调函数on_air_resp_callback(key, value)，应答‘connect ok’后，发起请求连接mqtt_connect(1,600)
 
4. 发起连接请求
当客户端向服务器请求会话连接成功后，客户端对服务器订阅主题，代码如程序清单 4所示：

程序清单 4  发起连接请求 

--[[*********************************************************************
** function name:  on_air_resp_callback
** descriptions :  4g模块-数据回调接口
** @key           :  屏幕->4g模块的发送请求
** @value        :  4g模块->返回的数据
*********************************************************************--]]
function on_air_resp_callback(key, value)  
    ......
    --********************************************************************
    --条件：     接收 aliyun 发布消息
    --功能：     在 cloud_on_property_set(payload) 中对消息进行处理。
    --调用函数：cloud_on_property_set(payload)
    --*******************************************************************
    if string.find(key, ' mconnect') ~= nil 
        and string.find(value,'connack ok')~=nil
   then
        mqtt_sub(
            '/sys/'..productkey..'/'..devicename..'/thing/service/property/set',
            0 ) 
        mqtt_sub_bit = 'sub_ok'
    end
end

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核心api函数
1) mqtt_sub(topic,qos)

本命令从客户端到服务器，用于一个或多个订阅主题，当向服务器请求

  • topic：应用程序消息的主题
  • qos：申请消息的服务质量


5. 接收云端信息
当用户手机app设置数据的时候，云端自动将数据下发给屏幕，代码如程序清单 5所示：

程序清单 5  接收云端数据 

--[[*********************************************************************
** function name:  on_air_resp_callback
** descriptions :  4g模块-数据回调接口
** @key           :  屏幕->4g模块的发送请求
** @value         :  4g模块->返回的数据
*********************************************************************--]]
function on_air_resp_callback(key, value)  
    if value == nil
    then 
        return              --value为空时退出
    end
if key == nil
then
        return
end
    --********************************************************************
    --条件：     接收 aliyun 发布消息
    --功能：     在 cloud_on_property_set(payload) 中对消息进行处理。
    --调用函数：cloud_on_property_set(payload)
    --********************************************************************
    if string.find(value,' msub') ~= nil and key == nil
    then
        local index = string.find(value,'{')
        my_print('index: '..index)
        if index ~= nil
        then
            local payload = string.sub(value, index,-1)
            if payload ~= nil 
            then
                cloud_on_property_set(payload)
            end
        end
    end
end
--[[*********************************************************************
** function name:  cloud_on_property_set
** descriptions :  接收云端数据
** @payload      :  数据字符串，json格式
*********************************************************************--]]
function cloud_on_property_set(payload)
    my_print('cloud_on_property_set')
    --payload = string.gsub(payload,'22','"');
    local data = cjson.decode(payload) --解析json数据
    if data == nil 
    then 
        return 
    end
    if data['params'] == nil 
    then 
        return 
    end
    --开关机按钮
    local powerstate = tonumber(data['params']['powerstate'])
    if powerstate ~= nil
    then 
        set_value(screen_ac_control,1,powerstate)
    end
    --滤网时间进度条
    local filter_time = tonumber(data['params']['filter_time'])
    if filter_time ~= nil
    then 
        set_value(screen_ac_control,3,filter_time)
    end
    --温度文本
    local targettemperature = tonumber(data['params']['targettemperature'])
    if targettemperature ~= nil
    then 
        set_value(screen_ac_control,4,targettemperature)
    end
    --模式选择控件
    local mode = tonumber(data['params']['mode'])
    if mode ~= nil
    then 
        set_text(screen_ac_control,8,my_resp_mode[mode])
    end
end

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核心api函数

1) cloud_on_property_set(payload)

接收云端的数据

  • payload：json格式的字符串


本例程中，假设用户通过app设置设备的模式，下发json格式的字符串，数据原型如下所示：
msub:"/sys/a1d2e9vasuz/plypgnoyweujujy0li2a/thing/service/property/set",95 byte,{"method":"thing.service.property.set","id":"2032042748","params":{"mode":3},"version":"1.0.0"}
通过json库函数cjson.decode(payload)解压数据，则data['params']['mode'] 为模式的值，在将值设置到对应的滑动选择控件上：
set_text(screen_ac_control,8,my_resp_mode[mode])

6. 发送云端信息

当用户触碰控件修改值时候，屏幕会自动将数据打包成json格式发给云端，代码如程序清单 6所示。

程序清单 6  发送数据到云端 

local params = {}
local property = {}
local post_id = 1               --屏发布的消息次数id
--[[*********************************************************************
** function name:  aliyun_pub
** descriptions :  屏发布消息时，此函数处理消息内容，并发送
** @screen      : aliyun 画面id
** @control     : 控件id
** @value       : 控件值
** @return      : nil,无返回值
*********************************************************************--]]
function aliyun_pub(screen, control, value) 
    params   = nil
    property = nil
    params   = {} 
    property = {}
    property['method'] = 'thing.event.property.post'
    property['id'] = ''..post_id
    property['version'] = '1.0'
    post_id = post_id   1
    if screen == screen_ac_control
    then
        --按下开关按钮
        if control == 1
        then
            local powerswitchname = 'powerstate'
            params[powerswitchname] = value --在表写入按钮数值
            property['params'] = params
            local jsonstr = cjson.encode(property)
            --发布消息
            mqtt_pub(
'/sys/'..productkey..'/'..devicename..'/thing/event/property/post',
            0,
            0,
            jsonstr
            )
        end 
    end 
    if screen == screen_ac_control
    then
        --按下滑块
        if control == 3
        then
            local powerswitchname = 'filter_time'
            params[powerswitchname] = value --在表写入滑块数值
            property['params'] = params
            local jsonstr = cjson.encode(property)
            --发布消息
            mqtt_pub(
'/sys/'..productkey..'/'..devicename..'/thing/event/property/post',
            0,
            0,
            jsonstr
            )
        end 
    end 
    if screen == screen_ac_control
    then
        --按下温度设置按钮，温度减
        if control == 6 and value == 1
        then
            temp_value = tonumber(get_text(screen_ac_control,4))
            temp_value = temp_value-1
            if temp_value<16 then
                temp_value = 16
            end
            set_text(screen_ac_control,4,temp_value)
        --按下温度设置按钮，温度加
        elseif control == 7 and value == 1
        then
            temp_value = tonumber(get_text(screen_ac_control,4))
            temp_value = temp_value 1
            if temp_value>32 then
                temp_value = 32
            end
            set_text(screen_ac_control,4,temp_value)
        end
        local powerswitchname = 'targettemperature'
        params[powerswitchname] = temp_value --在表写入温度数值
        property['params'] = params     
        local jsonstr = cjson.encode(property)
        --发布消息
        mqtt_pub(
'/sys/'..productkey..'/'..devicename..'/thing/event/property/post',
        0,
        0,
        jsonstr
        )
    end 
    if screen == screen_ac_control
    then
        if control == 10
        then
            local powerswitchname = 'mode'
            params[powerswitchname] = value
            property['params'] = params     
            local jsonstr = cjson.encode(property)    
            mqtt_pub(
'/sys/'..productkey..'/'..devicename..'/thing/event/property/post',
            0,
            0,
            jsonstr
            )
        end 
    end 
end
--[[**********************************************************************
** function name : on_control_notify
** descriptions  : 系统回调函数，用户通过触摸修改控件后，执行此回调函数。
**                 点击按钮控件，修改文本控件、修改滑动条都会触发此事件。
** @return       : nil,无返回值
**********************************************************************--]]
function on_control_notify(screen,control,value)
    --********************************************************************
    --位置：    空调控制器
    --********************************************************************
    if screen == screen_ac_control 
    then
        if control == 1 or 
           control == 3 or
           control == 6 or
           control == 7 or 
           control == 10
        then
            --屏发布消息
            aliyun_pub(screen,control,value)
        end
    end
end

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核心api函数

1) mqtt_pub (topic,qos,retain,message)

发送数据到云端，传送应用消息

  • topic    ：应用程序消息的主题
  • qos      ：申请消息的服务质量
  • retain   ：保留标志
  • message：消息内容

本例程中，假设用户修改模式，则将数据json格式上传到云端，，数据原型如下所示：

at mpub="/sys/a1d2e9vasuz/plypgnoyweujujy0li2a/thing/event/property/post",0,0,"{22version22:221.022,22params22:{22mode22:0,22targettemperature22:27},22id22:226122,22method22:22thing.event.property.post22}"
通过json库函数jsonstr = cjson.encode(payload)打包成json格式的数据，则jsonstr为上传的数据。






5.4

下载工程

工程编译成功后在输出窗口会提示编译成功，如图5-4所示。编译成功后点击菜单栏中【工具】→【量产向导】，如图5-5所示；

图5-4编译成功

图5-5量产向导


在菜单栏中，文件→打开工程目录，在‘dciot_build’目录的‘private’文件夹拷贝到sd卡中，如图5-6和图5-7所示；把sd卡接上串口屏后重新上电，等到提示烧录工程成功后，拔掉sd卡重新上电即可。

图5-6量产向导


图5-7拷贝到sd卡






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