【NB-IoT 物联网开发板 TinkerNode】WiFi物联网窗帘
2020-03-132.9万
精华项目
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本项目使用TinkerNode NB-IoT开发板制作了一个WiFi物联网窗帘控制器。通过阿里云平台配置产品和设备，定义功能标识符，并通过代码调试实现远程控制。硬件包括TinkerNode开发板、步进电机、红外传感器等。最终效果是可以通过手机或电脑远程控制窗帘的升降，适用于智能家居场景。
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这次项目我们将用TinkerNode物联网开发板，制作一个家用的WiFi物联网窗帘，来帮助大家熟悉TinkerNode的使用，了解更多TinkerNode的功能。 项目背景 拉窗帘一直是我们生活中，必不可少而且十分频繁的一个动作。比如我，在公司坐在一个朝西的窗边，在有太阳的日子里每天下午都能享受到午后阳光的温暖。可惜坐在我对面的同事们就没有那么幸福了，每天下午都会受到刺眼阳光的照射，每天我都会在他们的声讨下，频繁的进行拉窗帘的操作。为了减少我起身拉窗帘的次数（我就是懒），我开发了这个WiFi物联网窗帘控制器，可以让我用遥控器远程控制窗帘的升降，并且在阿里云平台上开发了可视化控制界面，让我对面的同事们可以通过控制界面，远程的控制窗帘的升降。很好，我再也不用转身拉窗帘了。 项目照片 在教程开始前，先让大家看一下最终的成品图片。 WiFi窗帘控制器  安装位置和使用效果图  项目的主要目的： ①熟悉阿里云IoT平台的使用方法 ②熟悉TinkerNode的基本功能 项目视频 为了方便大家进行学习，我们为大家提供了视频版本的项目教程。 元器件清单 TinkerNode NB-IoT开发板 x1 TinkerNode Gravity IO扩展板 x1 数字继电器模块 (Arduino和树莓派兼容) x1 DC-DC可调升压模块 3.7~34V x1 混合式步进电机-42BYGH40-1.8-22A x1 DRV8825步进电机驱动 x1 步进电机驱动扩展板 x1 3-50cm 红外数字避障传感器 x1 7.4V锂电池 x1 7.4V锂电池USB充电模块 x1 太阳能板5V 2A x1 项目逻辑 在开始制作前，我用流程图梳理了一下设备控制流程。如下图所示，大家可以参考一下，方便大家了解项目和代码的制作逻辑。在项目中，我创建了一个用于储存步进电机步数的变量，以下降的最低点为0点，以确定窗帘的实时位置。另外，我还使用了红外传感器监测窗帘的下边沿，以确定窗帘下降的最低点位置，并在每次下降到最低点时，都进行0点校准，保证窗帘不会因为电机丢步和结构打滑导致控制失准的情况。  1.项目相关功能介绍 首先，我们先来了解一下本次项目中使用到TinkerNode的功能。 I/O口 TinkerNode带有5个数字口D0~D4和2个模拟口A0~A1，以及SCL，SDA，MISO，MOSI，SCK，TXD，RXD接口均可作为通用IO进行调用。需要注意的是，除了D0~D4外的IO口在作为通用IO调用时，只能使用物理管脚号进行调用。与Arduino不同的是，这些IO口均具有PWM功能。 模拟输入 TinkerNode带有两个模拟口A0 & A1，ADC位数为12位，分辨率为1/4096。另外，两个模拟口A0 & A1作为通用IO调用时，仅能作为输入，不能作为输出。 2.阿里云平台配置 与入门教程相同，我们首先需要在阿里云平台中新建一个项目，然后为项目创建产品和设备，配置产品自定义功能（物模型）。 在物联网平台的页面左侧，选择IoT Studio -> 项目管理，点击新建项目，新建一个空白项目，项目名称为“物联网窗帘”，如下图所示。  创建完成后，我们会进入“物联网窗帘”项目的管理页面，如下图所示。  新建产品 在项目管理页面左侧的功能栏点击产品，在弹出的产品页面中选择新建产品，如下图所示。  产品的名称填写“WiFi物联网窗帘”，所属品类选择“自定义品类”，其他选项默认，如下图所示。  完成后点击保存，此时已经在项目下创建了一个名为“WiFi物联网窗帘”的新产品。 功能定义 接下来，我们需要为产品添加功能，也叫作定义产品的“物模型”，物模型创建的过程就是通过协议描述产品的功能，定义产品有几组传感器数据，有什么控制功能，数据的类型是什么。 点击“WiFi物联网窗帘”产品后的查看，进入该产品的管理页面，如下图所示。  选择功能定义 -> 自定义功能 -> 添加自定义功能 ，如下图所示。  在“WiFi物联网窗帘”产品中，我们需要控制窗帘的上升、下降、暂停和复位，共四种控制方式。所以我们将数据类型定义为int32（整数型），标识符设定为“Curtain_Control”取值范围设定为0~3，步长为1，对应了四种控制方式。这样我们就可以通过阿里云平台，向控制设备发送指令。功能定义配置如下图所示：  新增设备 完成了产品的功能定义之后，接下来我们为产品建立一个设备，这样我们就可以将由TinkerNode搭建的窗帘控制设备连接到阿里云平台，从而实现云端控制了。 在项目管理页面左侧的功能栏点击设备，在弹出的设备页面中选择新增设备，如下图所示。  弹出的窗口中，产品选择“WiFi物联网窗帘”，添加方式选择自动生成，设备数量填写1，点击提交，创建完成后如下图所示。  3.硬件相关配置 结构安装 项目中使用的外壳结构均为激光切割件，大家可以在附件中自行下载，进行切割。 项目中还使用了一个3D打印的联轴器，可以 硬件连接  按照上图进行硬件连接。如果该图看不清楚，可以到帖子最下方下载附件查看。Ps：项目中所使用到的DRV8825步进电机驱动及扩展板，为X宝产品，大家可以自行购买，可参考下图。   代码调试 下载附件中的库文件，安装至Aruidno IDE中。点击查看如何安装库文件？ 下载附件NB_WiFiCurtain.ino，打开项目代码，修改代码中对应的参数。 ①WiFi名称和密码的设置 将设备所需要连接的WiFi名称和密码，填写在代码中WiFi_SSID和WiFi_PASSWORD变量值的双引号内，即下列代码所示： //设置WIFI 名称和密码 const char* WIFI_SSID = "YOUR_WIFI_SSID"; const char* WIFI_PASSWORD = "YOUR_WIFI_PASSWORD"; ②阿里云相关配置 我们需要根据阿里云平台的配置信息，在项目代码中做对应的修改。 在设备页面查看设备证书信息，填写在代码中对应位置。  在产品页面查看产品的功能标识符，填写在代码中对应位置。  在设备管理页面，查看物模型Tpoic信息，填写在代码中对应位置。物模型Topic是阿里云平台自动生成的，服务端和设备端通过Topic来实现消息通信。  ③上升步数配置 通过代码中设定上升步数，可以调整窗帘上升的最高点，大家可以自行调试确定合适的最高点参数，该行代码的位置如下图所示。  ④红外传感器检测距离调整 项目所使用的红外传感器可以通过旋转传感器上的螺丝，调整传感器的检测距离，如下图所示。  全部配置完成后，将代码上传至TinkerNode主控板。待代码上传完成后，就可以通过遥控器或者阿里云平台对窗帘控制器进行控制了。 云平台调试 待代码上传完成后，进入物联网窗帘设备页面，可以看到设备已经是在线状态，点击查看，进入该设备的管理页面，如下图所示。  进入设备页面后，点击在线调试，选择调试真实设备 - > 属性调试，调试功能选择我们设置的自定义功能“窗帘控制（Cutrain_Control）”，方法选择“设置”，如下图所示。  接下来我们就可以在属性调试栏中，对设备进行远程控制了。修改该属性调试栏中的参数，即可对设备进行控制，从而代替遥控器的功能。  代码中对应的操作参数可以参考下表，点击发送指令即可实现对应的控制功能。
4.可视化页面制作 使用了一段时间之后，我发现每天在我凌乱的桌子上找遥控器是一件十分痛苦的事情，所以我决定为这个项目增加一个可视化控制页面。 点击主页，新建一个Web应用。  名称填写“窗帘控制界面”，点击确认，进入可视化开发界面。 在右侧菜单栏选择组件，拖出四个按钮组件到画布上。  在左侧的配置栏，将四个按钮的名字修改为暂停、上升、下降和复位，如下图所示。  点击其中一个按钮，在左侧的配置栏选择交互，点击新增交互，如下图所示。  事件选择“点击”，动作选择“设置设备属性”，如下图所示。  点击配置设备，选择对应的产品、设备以及属性（自定义功能），根据按钮的控制功能，填写对应的自定义功能参数，例如下图，我们配置的是“暂停”按钮，设置值的位置就填写“0”。  四个按钮全部配置完成后，点击右上角的发布就可以使用可视化页面，控制窗帘了。 Ps：如果想要其他人使用你的可视化控制页面，需要将项目的域名绑定到一个外部域名。具体的方法可以在阿里云平台上查看。  项目拓展 大家做完项目之后，可以尝试在项目的基础上做一些小拓展，比如可以尝试将代码中的“窗帘位置变量”上传到云平台，并且尝试在可视化页面中体现出来，这样就可以在云平台上实时的查看窗帘的高度了。 |
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哇哦，好厉害又实用的作品啊，学习了。
我用的是wifi版的示例，且能正常上网
代码上传成功之后 tinkernode指示灯工作正常。
串口没有信息返回 但是阿里云显示设备在线 可以下发命令 也可以收到回复；
但是电机不工作 麻烦大佬帮忙看一下是不是电机这里连线有问题 还是电机驱动这里连线有问题 对照了连线图检查 也看了电机的设备图 自己修改了线的连接 麻烦看一下问题在哪 谢谢