柯大創客屋情報網: 11月 2019

文章出處： MAKERPRO

https://makerpro.cc/2019/11/iot-development-board-dsi5168-examples/

作者：柯大

為了快速、有效的解決物聯網產品在研發及行銷上的需求，並且可以讓物聯網新創團隊更快速完成初期的原型開發，找到早期使用者進行測試，因此，一套能加快開發的物聯網建置環境會對團隊有很大的幫助。

在筆者另一篇文章《快速上手精簡易用的物聯網開發板－DSI5168》中介紹了DSI5168這塊專為IoT新創設計的開發板，它提供完全兼容Arduino的開發特性，還一舉整合MCU、Wi-Fi、Ethernet及豐富的接腳介面，並搭配提供標準化的Arduino函式庫，是一套完整的物聯網方案開發板，更可快速打造出IoT產品的雛形，進而經由量產輔導機制，很務實地幫團隊加速跨越開發、實作的過程，順利將創意商品量產推入市場。

本文將針對此開發板的一些特色功能進行介紹，並提供相關的範例程式，有興趣的讀者可實際執行看看，會更有心得。

DSI5168 PWM應用測試

在電子元件的操控上，常會使用到PWM，PWM 全名叫做 pulse width modulation（脈衝寬度調變），最主要的核心概念為工作週期（Duty Cycle）。簡單來說，PWM 原理是用 analogWrite() 輸出0~255的值來產生對應電壓，透過電壓值的變化產生亮度或不同顏色的變化。

PWM運作原理圖(圖片來源：柯清長)

DSI5168開發板提供4個PWM GPIO Pin(D10、D11、D12、D13)，如下圖，本範例利用RGB LED來驅動全彩LED亮燈的顏色，此範例的接線方式為 V ：5V、R：PWM (D10)、 G：PWM (D11)、 B：PWM (D12)。

RGB LED感測器接線圖(圖片來源：柯清長)

範例程式如下：

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int redPin = 10;

int greenPin = 11;

int bluePin = 12;

//uncomment this line if using a Common Anode LED

#define COMMON_ANODE

void setup()

{

pinMode(redPin, OUTPUT);

pinMode(greenPin, OUTPUT);

pinMode(bluePin, OUTPUT);

}

void loop()

{

setColor(255, 0, 0); // red

delay(1000);

setColor(0, 255, 0); // green

delay(1000);

setColor(0, 0, 255); // blue

delay(1000);

setColor(255, 255, 0); // yellow

delay(1000);

setColor(80, 0, 80); // purple

delay(1000);

setColor(0, 255, 255); // aqua

delay(1000);

}

void setColor(int red, int green, int blue)

{

#ifdef COMMON_ANODE

red = 255 - red;

green = 255 - green;

blue = 255 - blue;

#endif

analogWrite(redPin, red);

analogWrite(greenPin, green);

analogWrite(bluePin, blue);

}

DSI5168 UART應用測試

UART 全名 Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，中譯為通用非同步收發傳輸器，通稱為序列式或串列埠傳輸介面。Ameba 開發板提供了3組UART介面，除了Log UART之外，還提供2組硬體的UART(UART0、UART2)，為了相容於Arudino的Software Serial API，Ameba在取名上沿用Software Serial，但底層是硬體而不是軟體模擬。

DSI5168則僅接出UART0(D0/RX、D1/TX) 使用，在Ameba Arduino 開發環境下可利用以下方式宣告使用：

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#include <SoftwareSerial.h>  //適用在RTL8711AM

SoftwareSerial  mySerial1(0, 1); // 宣告使用UART0(D0/RX、D1/TX)

及

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#include <SoftwareSerial.h>  //適手用在RTL8195AM

SoftwareSerial  mySerial2(17, 5); // 宣告使用UART2(D17/RX、D5/TX)

本範例應用目前最夯的空氣品質感測器PMS5003連接DSI5168開發板，它是一款空氣懸浮粒子感測器，使用激光散射原理，能夠得到空氣中0.3 ～ 10微米懸浮顆粒物濃度，測出來的數據，會經由UART輸出。它可以讀出PM 1.0, PM 2.5, PM 10的數據。以PM2.5為例子, 表示每立方公尺的空氣中直徑小於2.5 um的懸浮例子密度，是一個UART介面的感測器。

PMS5003感測器接線圖(圖片來源：柯清長)

PMS5003感測器回傳資料值說明(圖片來源：柯清長)

範例程式如下：

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/*

This example demonstrate how to read pm2.5 value on PMS 3003 air condition sensor

PMS 5003 pin map is as follow:

PIN1 :VCC, connect to 5V

PIN2 :GND

PIN3 :SET, 0:Standby mode, 1:operating mode

PIN4 :RXD :Serial RX

PIN5 :TXD :Serial TX

PIN6 :RESET

PIN7 :NC

PIN8 :NC

In this example, we only use Serial to get PM 2.5 value.

The circuit: (BOARD RTL8195A)

* RX is digital pin 0 (connect to TX of PMS 3003)

* TX is digital pin 1 (connect to RX of PMS 3003)

*/

#include

#if defined(BOARD_RTL8195A)

SoftwareSerial mySerial(0, 1); // RX, TX

#elif defined(BOARD_RTL8710)

SoftwareSerial mySerial(17, 5); // RX, TX

#else

SoftwareSerial mySerial(0, 1); // RX, TX

#endif

#define pmsDataLen 32

uint8_t buf[pmsDataLen];

int idx = 0;

int pm10 = 0;

int pm25 = 0;

int pm100 = 0;

void setup() {

Serial.begin(9600);

mySerial.begin(9600); // PMS 3003 UART has baud rate 9600

}

void loop() { // run over and over

uint8_t c = 0;

idx = 0;

memset(buf, 0, pmsDataLen);

while (true) {

while (c != 0x42) {

while (!mySerial.available());

c = mySerial.read();

}

while (!mySerial.available());

c = mySerial.read();

if (c == 0x4d) {

// now we got a correct header)

buf[idx++] = 0x42;

buf[idx++] = 0x4d;

break;

}

}

while (idx != pmsDataLen) {

while(!mySerial.available());

buf[idx++] = mySerial.read();

}

pm10 = ( buf[10] << 8 ) | buf[11];

pm25 = ( buf[12] << 8 ) | buf[13];

pm100 = ( buf[14] << 8 ) | buf[15];

Serial.print("pm2.5: ");

Serial.print(pm25);

Serial.println(" ug/m3");

}

序列埠輸出結果如下：

PMS5003範例程式透過序列埠視窗輸出PM2.5值(圖片來源：柯清長)

DSI5168 WiFi功能測試

拿到DSI5168開發板之後，為了確認Wi-Fi有沒有問題，簡單方法之一：讓DSI5169掃描你附近有沒有Wi-Fi無線上網，如果有，那就顯示出來。有個ScanNetworks範例，透過這個範例程式來了解一下WiFi通訊服務的一些意義。

開啟ScanNetworks範例程式：

開啟DSI5168 WiFi Scan 範例程式(圖片來源：柯清長)

將ScanNetworks範例編譯完成並上傳成功後，按下Ameba的Reset按鈕，然後打開Arduino IDE的序列埠監控視窗，Wi-Fi功能正常的話應該可以看到現有環境下Scan WiFi網路狀況的結果

ScanNetworks範例程式可找到DSI5168開發板置附近的Wi-Fi AP分享器(圖片來源：柯清長)

顯示DHT22溫溼度資料

本範例以DSI5168開發板接上最常用到的DHT22溫溼度感測器，再以DSI5168 WiFi建立一個WebServer(標準TCP Port 80)，當有Client 利用瀏覽器連上WebServer 時，會自動每15秒讀取DHT22溫溼度感測器，並將感測器透過瀏覽器顯示。

DHT22感測器接線圖(圖片來源：柯清長)

範例程式如下：

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#include

#include "DHT.h"

#define DHTPIN 2 // what digital pin we're connected to

#define DHTTYPE DHT22 // DHT 11

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

#include

char ssid[] = "KCC-VPN-AP"; // your network SSID (name)

char pass[] = "22917532"; // your network password

int keyIndex = 0; // your network key Index number ( only for WEP)

int status = WL_IDLE_STATUS;

WiFiServer server(80);

void setup() {

//Initialize serial and wait for port to open:

Serial.begin(9600);

// check for the presence of the shield:

if (WiFi.status() == WL_NO_SHIELD) {

Serial.println("WiFi shield not present");

// don't continue:

while (true);

}

String fv = WiFi.firmwareVersion();

if (fv != "1.1.0") {

Serial.println("Please upgrade the firmware");

}

// attempt to connect to Wifi network:

while (status != WL_CONNECTED) {

Serial.print("Attempting to connect to SSID: ");

Serial.println(ssid);

status = WiFi.begin(ssid, pass);

// wait 10 seconds for connection:

delay(10000);

}

server.begin();

// you're connected now, so print out the status:

printWifiStatus();

dht.begin();

}

void loop() {

// listen for incoming clients

WiFiClient client = server.available();

if (client) {

Serial.println("new client");

// an http request ends with a blank line

boolean currentLineIsBlank = true;

while (client.connected()) {

if (client.available()) {

char c = client.read();

Serial.write(c);

// if you've gotten to the end of the line (received a newline

// character) and the line is blank, the http request has ended,

// so you can send a reply

if (c == '\n' && currentLineIsBlank) {

// send a standard http response header

client.println("HTTP/1.1 200 OK");

client.println("Content-Type: text/html");

client.println("Connection: close"); // the connection will be closed

client.println("Refresh: 15"); // refresh the page every 15 sec

client.println();

client.println("");

client.println("");client.println("

");

// output the value of each analog input pin

float h = dht.readHumidity();

float t = dht.readTemperature();

Serial.print("Temp:");

Serial.print(t);

Serial.print(" *C");

Serial.println("");

Serial.print("Humi:");

Serial.print(h);

Serial.print(" %");

Serial.println("");

client.println(" ");

client.print("Temp:");

client.print(t);

client.print(" °C");

client.println("

");

client.println("");

client.println(" ");

client.print("Humi:");

client.print(h);

client.print(" %");

client.println("

");

client.println("");

client.println("

");

client.println("");

break;

}

if (c == '\n') {

// you're starting a new line

currentLineIsBlank = true;

} else if (c != '\r') {

// you've gotten a character on the current line

currentLineIsBlank = false;

}

}

}

// give the web browser time to receive the data

delay(1);

// close the connection:

client.stop();

Serial.println("client disonnected");

}

}

void printWifiStatus() {

// print the SSID of the network you're attached to:

Serial.print("SSID: ");

Serial.println(WiFi.SSID());

// print your WiFi shield's IP address:

IPAddress ip = WiFi.localIP();

Serial.print("IP Address: ");

Serial.println(ip);

// print the received signal strength:

long rssi = WiFi.RSSI();

Serial.print("signal strength (RSSI):");

Serial.print(rssi);

Serial.println(" dBm");

}

序列埠輸出結果如下：

序列埠監控視窗輸出結果(圖片來源：柯清長)

瀏覽器輸出結果如下：

瀏覽器讀取DSI5168 WebServer輸出結果(圖片來源：柯清長)

一站式AIoT快速開發工具平台－IDEAS Chain

資策會服創所整合內部的開發人力，推出了IDEAS Chain一站式AIoT快速開發工具平台，提供簡易且安全的物聯網建置解決方案，能加速Maker、新創團隊與開發者完成專案，IDEAS Chain 可以很簡單、快速導入物聯網數據應用平台。

平台使用步驟：

1.連線至IDEAS Chain網站：https://www.ideaschain.com.tw/www/iot.html

(圖片來源：IDEAS Chain網站)

2.註冊或登入帳號並進入專案管理

(圖片來源：IDEAS Chain網站)

3.新增專案

4.新增裝置

5.建立裝置名稱及資訊

6. 新增感測器項目

7.建立溫度感測器SID:TEMP

8.建立溼度感測器SID:HUMI

9.取得專案資訊: AK

AK = cJfV9BJID87ldXZk

10.取得裝置ID: DID

DID = 7255458640135639
SID_1 = TEMP
SID_2 = HUMI

本範例以DSI5168開發板接上最常用到的DHT22溫溼度感測器，再以DSI5168 連線WiFi AP並建立一個WiFi Client 連線Session ，連上IDEAS Chain IoT平台(標準TCP Port 80)，每15秒讀取DHT22溫溼度感測器並上傳至平台(參閱平台API文件)。

DHT22感測器接線圖(圖片來源：柯清長)

範例程式如下：

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#include

#include

#include

#include "sys_api.h"

#include "DHT.h"

#define DHTPIN 2 // what digital pin we're connected to

#define DHTTYPE DHT22 // DHT 11

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

char ssid[] = "KCC-VPN-AP"; // your network SSID (name)

char pass[] = "22917532"; // your network password (use for WPA, or use as key for WEP)

/*

*IDEASCHAIN_AK: ideasChain project key.

*IDEASCHAIN_DID: ideasChain device id.

*IDEASCHAIN_SID: ideasChain sensor id.

*/

const String AK = "cJfV9BJID87ldXZk";

const String DID = "7255458640135639";

const String SID_1 = "TEMP";

const String SID_2 = "HUMI";

int status = WL_IDLE_STATUS;

WiFiClient client;

#define LED 13

int count = 1;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

Serial.println("START");

dht.begin();

pinMode(LED, OUTPUT);

digitalWrite(LED, LOW);

check_wifi();

Serial.println("Connected to wifi");

}

void loop()

{

// put your main code here, to run repeatedly:

float h = dht.readHumidity();

float t = dht.readTemperature();

Serial.print("Temp:");

Serial.print(t);

Serial.print(" *C");

Serial.println("");

Serial.print("Humi:");

Serial.print(h);

Serial.print(" %");

Serial.println("");

check_wifi();

digitalWrite(LED, HIGH);

post(DID, AK, SID_1, String(t));

delay(3000);

digitalWrite(LED, LOW);

delay(3000);

digitalWrite(LED, HIGH);

post(DID, AK, SID_2, String(h));

delay(3000);

digitalWrite(LED, LOW);

delay(15000);

}

void check_wifi(){ // 檢查wifi連線狀況

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

Serial.println("there is no WiFi connected");

// WiFi.begin(ssid, pass); //("SSID", "password")

status = WiFi.begin(ssid, pass);

delay(10*1000);

}

}

void post(String IDEASCHAIN_DID, String IDEASCHAIN_AK, String IDEASCHAIN_SID, String value){ // 資料上傳平台

client.stop();

if (client.connect("ideaschain.com.tw", 80)) {

Serial.println("sending data: "+String(value));

client.print("POST /iot/v1/rawdata/");

client.print(IDEASCHAIN_DID);

client.println(" HTTP/1.1");

client.println("Host: ideaschain.com.tw");

client.print("AK: ");

client.println(IDEASCHAIN_AK);

client.println("Content-Type: application/json"); ;

client.print("Content-Length: ");

client.println(IDEASCHAIN_SID.length()+value.length()+25);

client.println();

client.print("[{\"sid\":\"");

client.print(IDEASCHAIN_SID);

client.print("\",\"value\":[\"");

client.print(value);

client.println("\"]}]");

} else {

Serial.println();

Serial.println("disconnecting from server.");

}

delay(3000);

Serial.println("send end");

}