TinkerNode NBIOT 物联网开发板开箱评测
前言由于之前自己接触 NB-IOT 模块，当时用的是 BC26，看到这块开发板也带着 NB IOT 的字样，于是也就有了这篇评测~
开发板概况打开快递后，映入眼帘的是一个黑色的包装盒子，如下所示：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201129150709.png我们打开盒子可以看到有如下几件东西：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201130112409.png通过包装就可以看到这个板子支持WiFi、BT(蓝牙)、NB-IOT(窄带物联网通信)、GNSS(全球导航卫星系统)，光是这四个就足以看出这块板子的强大，接下来看啊可能板子的实际图片，如下所示：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201129153114.jpg可以看到元器件排布的很紧密，整块板子很小，给人看起来就很精致的感觉，除了正面有元器件以外，背面也有元器件，如下图所示：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201129153406.jpg同样整个背面的元器件排布的也很紧凑，有 SIM 卡插槽，也有引出的 IO 口，设计的非常的精致，下面是正面和背面元器件的概况图：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201130112438.png要使得模块能够正常工作，需要连接上天线和 SIM 卡，连接示意图如下所示：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201130113157.jpg组装图到此，基本就对板子的一个大体概况有了一个基本的认识，那接下来要把当前这个板子用起来，自然就需要当前板子的相关资料，目前有的资料有视频资料和文档资料，下面给出两处资料的链接：文档资料：https://wiki.dfrobot.com.cn/SKU_D ... 8F%91%E6%9D%BF_V1_0视频资料：https://mc.dfrobot.com.cn/thread-304116-1-1.html有了资料了那就可以进行实操了，接下来看我们如何一步一步将这块板子玩起来。开发工具的安装再进行安装 IDE 之前，需要安装一个驱动，驱动安装包在教程中可以找到，下面是安装的示意图：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201130220213.png当前的开发板所选择的 IDE 是 Arduino ，这里给出下载地址：https://www.arduino.cc/en/software，下面是该软件的界面：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201130214418.pngimage-20201130214413048首先，要能够驱动当前的板子，那么就需要添加开发板驱动的 URL，添加步骤文件 -> 首选项，然后就打开了如下所示的界面：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201130214925.png然后将下述所示的网址复制到框内：http://download.dfrobot.top/Tink ... e-NB-IoT_index.json添加了网址之后，就需要更新板子信息，按照如下步骤进行更新：工具 -> 开发板 -> 开发板管理器，更新完成后的界面如下图所示：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201130215442.png然后再搜索框搜索 TinkerNode,选择 TinkerNode ,选择版本后进行安装。https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201130215833.png到此为止，准备工作就做完了，下面进入代码实验阶段。代码实验点个灯作为嵌入式开发者来说，在拿到一块板子的时候，第一件想到的事就是点个灯吧，流水灯，呼吸灯，等等等等，这块板子也一样，我们可以看到板子有一颗小灯是留给开发者操作的，如下图所示：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201203135253.png那么如何点亮这颗小灯呢，我们打开 Arduino 的一个示例程序，打开方式如下所示：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201203135356.png打开之后的代码如下所示：void setup() {
// initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
delay(1000); // wait for a second
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW
delay(1000); // wait for a second
}
如果是接触过 Arduino 的朋友，那么在看到上述这样的代码比较熟悉，但是如果之前没有接触过 Arduino 的朋友在看到这样的代码之后，就会有点懵了，main函数呢？在整个文件中看不到 main函数的存在，其实，这是 Arduino 为了降低开发的门槛，省略掉了一些比较底层的东西，使得更多爱好者能够上手 Arduino 编程。但实际上，main函数是存在的，我们使用搜索工具在软件的安装目录搜索 main函数，可以得到如下的结果：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201203135933.png文件的代码内容如下所示：#include <Arduino.h>
// Declared weak in Arduino.h to allow user redefinitions.
int atexit(void (* /*func*/ )()) { return 0; }
// Weak empty variant initialization function.
// May be redefined by variant files.
void initVariant() __attribute__((weak));
void initVariant() { }
void setupUSB() __attribute__((weak));
void setupUSB() { }
int main(void)
{
init();
initVariant();
#if defined(USBCON)
USBDevice.attach();
#endif
setup();
for (;;) {
loop();
if (serialEventRun) serialEventRun();
}
return 0;
}
这个时候再来看 setup 和 loop函数，就比较清晰明了了，这也就是为什么要把初始化的内容放到 setup里面去，为什么要把执行的操作放到 loop里面去。紧接着，我们在来看点灯的代码，我们在使用单片机的时候，如果要操做一个 IO 口，那么就需要知道这个 IO 口的端口以及引脚，但是我们在看这段代码的时候，只看到了一个LED_BUILTIN，并没有端口号和引脚号什么的，那是如何做到的呢？其实这也是 Arduino 为了降低门槛做的操作，它将这些引脚的定义都写到了库里面，各个开发板的引脚定义都对应各个开发板的pins_arduino.h文件，下面是在软件的安装目录找到的 pins_arduino.h文件。https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201203141046.png下面是文件里的内容：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201203141533.png可以看到LED_BUILTIN的定义在不同的开发板引脚序号也是不相同的，知道了这些底层一些的东西之后，我们回过头来再来看点灯的代码，大体意思就是设置 IO 口的输出模式，然后设置 IO 的电平，最终达到闪烁的效果，将代码按照下述顺序编译并上传之后，就可以在板子上看到小灯闪烁的现象了。https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201203141857.png到此，点灯操作到此结束。连个网设备向云端传输数据在点了个灯之后，这是任何一款嵌入式开发板都具有的基本功能，那作为一款物联网开发板来说，它的特点自然是能够联网并传输数据了，接下来展示的就是开发板联网之后向云端发送数据的示例。首先，我们的云端采用的是 Easy IOT:https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201203142224.png点击工作间，进到如下所示的一个界面：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201203142316.png上述图片所示的，我们需要记录如下三个信息，才能让我们的板子连接至云端。
[*]user:Nkoy_LAMR
[*]password:HkTslY0Mgz
[*]Topic:Gm9l_Y0Gg
下面是上传数据的代码：#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include "DFRobot_Iot.h"
/* 配置WiFi名和密码 */
const char * WIFI_SSID = "TP-LINK_C104";
const char * WIFI_PASSWORD = "ee104109";
/*配置设备认证信息*/
String Iot_id = "Nkoy_LAMR";
String Client_ID = "12345";
String Iot_pwd = "HkTslY0Mgz";
/* 配置 IOT 云平台的IP地址和端口号 */
String EasyIot_SERVER = "182.254.130.180";
uint16_t PORT = 1883;
/* 配置要推送或者订阅的 topic */
const char * pubTopic = "Gm9l_Y0Gg";
DFRobot_Iot myEasyIoT;
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
void connectWiFi()
{
WiFi.disconnect();
delay(100);
Serial.print("Connecting to");
Serial.println(WIFI_SSID);
WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println();
Serial.println("WiFi connected");
Serial.print("IP Adderss: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
}
/*连接到IoT云服务器*/
void ConnectCloud() {
while (!client.connected()) {
Serial.print("Attempting MQTT connection...");
if (client.connect(myEasyIoT._clientId, myEasyIoT._username, myEasyIoT._password)) {
Serial.println("Connect Server OK");
} else {
Serial.print("failed, rc=");
Serial.print(client.state());
Serial.println(" Try again in 5 seconds");
delay(5000);
}
}
}
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
/*初始化串口，波特率115200*/
Serial.begin(115200);
/*连接WIFI*/
connectWiFi();
/*配置需要连接的IoT云服务器（Easy-IoT）*/
myEasyIoT.init(EasyIot_SERVER, Iot_id, Client_ID, Iot_pwd);
client.setServer(myEasyIoT._mqttServer, PORT);
/*连接到Easy-IoT*/
ConnectCloud();
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
/*IoT云服务器断线重连*/
if (!client.connected()) {
ConnectCloud();
}
client.loop();
/*每隔一段时间向Easy-IoT*/
Serial.println("Sending message to cloud...");
client.publish(pubTopic, "Hello");
Serial.println("Message is sent.");
delay(10000);
}
上述的代码也很好理解，就是每隔一段时间向云端发送 Hello，我们打开云端可以看到云端也确实接受到了设备给它发送的数据，如下所示：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201203142757.png到这，设备端向云端发送数据的操作就完成了，那么云端是如何向设备端发送数据的呢？那来看接下来的叙述。云端向设备端发送数据云端向设备端发送数据，同样的，先贴出代码：#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include "DFRobot_Iot.h"
/*配置WIFI名和密码*/
const char * WIFI_SSID = "TP-LINK_C104";
const char * WIFI_PASSWORD = "ee104109";
/*配置设备的认证信息*/
String Iot_id = "Nkoy_LAMR";
String Client_ID = "12345";
String Iot_pwd = "HkTslY0Mgz";
/*配置IoT云平台的IP地址和端口号*/
String EasyIot_SERVER = "182.254.130.180";
uint16_t PORT = 1883;
/*配置要推送（Publish）或订阅（Subscribe）的topic*/
const char * subTopic = "Gm9l_Y0Gg";
DFRobot_Iot myEasyIoT;
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
/*连接WiFi*/
void connectWiFi() {
WiFi.disconnect();
delay(100);
Serial.print("Connecting to ");
Serial.println(WIFI_SSID);
WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println();
Serial.println("WiFi connected");
Serial.print("IP Adderss: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
}
/*连接到IoT云服务器*/
void ConnectCloud() {
while (!client.connected()) {
Serial.print("Attempting MQTT connection...");
if (client.connect(myEasyIoT._clientId, myEasyIoT._username, myEasyIoT._password)) {
Serial.println("Connect Server OK");
} else {
Serial.print("failed, rc=");
Serial.print(client.state());
Serial.println(" Try again in 5 seconds");
delay(5000);
}
}
}
/*回调函数。当从订阅的topic收到消息时，该函数被调用。*/
void callback(char * topic, uint8_t * payload, unsigned int len) {
/*显示收到的topic名称和消息内容*/
Serial.print("Recevice [Topic:");
Serial.print(topic);
Serial.print("] ");
for (int i = 0; i < len; i++) {
Serial.print((char)payload);
}
Serial.println();
}
void setup() {
/*初始化串口，波特率115200*/
Serial.begin(115200);
/*连接WIFI*/
connectWiFi();
/*配置需要连接的IoT云服务器（Easy-IoT）*/
myEasyIoT.init(EasyIot_SERVER, Iot_id, Client_ID, Iot_pwd);
client.setServer(myEasyIoT._mqttServer, PORT);
/*配置回调函数*/
client.setCallback(callback);
/*连接到Easy-IoT*/
ConnectCloud();
/*订阅（Subscribe）指定topic*/
client.subscribe(subTopic);
Serial.print("Topic:");
Serial.print(subTopic);
Serial.println(" subscribed!");
}
void loop() {
/*IoT云服务器断线重连*/
if (!client.connected()) {
ConnectCloud();
}
client.loop();
}
代码阅读起来逻辑很清晰，就不再这里赘述了，我们通过运算向设备端发送123456,发送窗口如下如图所示：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201203143757.png发送了之后，我们将接受到的数据用串口打印出来，可以看到如下所示的消息：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201203143837.png说明数据发送是没有问题的。到此，就基本完成了，但是实际上这整个过程对于一个嵌入式开发者是存在很多疑问的，就拿设备端向云端发送数据这一段来讲，下面的这三个头文件在哪里，当前所使用的 IDE 并不能够直接打开这三个头文件，应该如何查看?#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include "DFRobot_Iot.h"
要查看头文件的原因也很简单，如果不能查看头文件，那么也就不知道如何调用 API 接口，连接 WiFi 的接口，连接云端的接口，这些都是未知的，这要如何写呢？所以，查看头文件是很有必要的，接下来，就介绍如何打开我们所包含的头文件，首先，我们得知道路径，按照如下方式打开图示的选项。https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201203144438.png打开这两个之后，我们在编译的时候，就可以看到相关信息，如下图所示：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201203144820.png我们按照这个信息进行查找一下，并用 VSCODE 打开，打开界面如下图所示：https://gitee.com/wenzi_D/images4mk/raw/master/20201203145414.png可以找到.h文件以及对应的 .cpp 文件，也就知道了对应的实现，对应的也就知道了相应的接口。结论上述就是一个基本的介绍了，当然这个板子的功能那么强大，还有很多待探索的功能，此次的开箱评测就到这里啦~
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