大家好,我是 Hello阿尔法,这段时间参与了保定飞凌嵌入式技术有限公司举办的 ElfBoard 共创社招募活动,并有幸成为了一名共创官,官方寄来了一块 ELF 1 开发板,开箱看这里 ELF 1 开箱初体验。
作为共创官,我使用 ELF 1 完成了一个智能家居的小项目。除了 ELF 1 开发板之外,还使用了一块其他厂商的 Linux 开发板 IMX6U,主要原因是在多次抽奖活动中都没有抽中 Elfboard 的官方显示屏,只有我的 IMX6U 有屏幕。
其实这样也正好符合智能家居的项目背景,带有屏幕的 IMX6U 作为智能家居的主控面板,ELF 1 作为被控终端设备,它可以是电灯、电扇、空调器,也可以是冰箱、彩电、洗衣机……实现效果如下图所示:
项目简介
IMX6U 开发板模拟智能家居中的主控面板,GUI 设计采用开源的 LVGL,实时刷新显示时间、天气、室内空气质量、温湿度等信息,实现对家居设备电灯、窗帘、通风扇的控制,天气数据来自于心知天气 API,使用 cJSON 对天气数据进行解析。
ELF 1 开发板模拟终端设备,三个 LED 分别代表电灯、窗帘、通风扇,电位器(ADC)模拟室内空气质量检测器,温湿度传感器则用来检测环境中的温湿度。
IMX6U 和 ELF 1 两者通过以太网实现数据交互,均基于 Linux 系统开发,两个开发板的资源使用情况总体如下所示:
IMX6U 开发板:5inch RGB 800×480 显示屏、以太网口ELF 1 开发板:3 个 LED、电位器(ADC)、温湿度传感器、以太网口
IMX6U 工程
IMX6U 源码工程结构如图所示:
IMX6U 源码工程以 LVGL 的 Linux 移植工程为基础,具体实现请阅读 嵌入式 Linux 下的 LVGL 移植;app 文件夹存放应用源码;build 文件夹为编译输出目录;ui 文件夹存放 UI 界面源码,具体实现请阅读 基于 LVGL 使用 SquareLine Studio 快速设计 UI 界面。
app
app 文件夹包括有 cJSON 解析器、通信协议 Protocol、网络编程接口 Socket、天气获取、按键以及时间、温湿度数据更新等;cJSON 是使用了一个开源的、C 语言编写的超轻量级 JSON 解析器;关于 Protocol 具体请阅读 一个简洁实用的自定义通信协议;socket 文件夹主要内容为 TCP 服务端和客户端的创建,请阅读 Linux 下 socket 编程介绍、Linux 下使用 socket 实现 TCP 服务端、Linux 下使用 socket 实现 TCP 客户端;天气数据通过心知天气 API 获取,相关实现代码如下:
// weather.c
int weather_init(void)
{
int weather_client_fd = 0;
int weather_json_size = 0;
/* 创建客户端 */
weather_client_fd = client_init_socket();
/* 组合请求包 */
sprintf(weather_buffer, GET_REQUEST_PACKAGE, DAILY_JSON, API_KEY, WUHAN);
/* 发送请求 */
client_send_data(weather_client_fd, weather_buffer, strlen(weather_buffer));
/* 接收天气数据 JSON 格式 */
client_receive_data(weather_client_fd, weather_json, &weather_json_size);
/* 解析天气数据 */
cJSON_Daily_WeatherParse(weather_json, &Weather_now);
/* 打印天气信息 */
weather_show_data();
/* 更新天气显示 */
weather_update_ui();
/* 关闭客户端 */
client_close_socket(weather_client_fd);
return 0;
}
以按键为例,实现数据打包、发送相关代码:
static void led_ryg_turn(int cmd, int code)
{
/* 组合命令 */
msg_frame_t led_msg_frame;
led_msg_frame.type = LED_RYG;
led_msg_frame.cmd = cmd;
led_msg_frame.code = code;
led_msg_frame.datalen = 0;
/* 打包命令 */
msg_buf_t *_msg_buf = pkg_frame(&led_msg_frame);
/* 发送按键命令 */
server_send_data(client_fd, (char *)_msg_buf->buf_ptr, _msg_buf->buf_size);
}
static void btn1_click_cb(lv_event_t *event)
{
printf("Button1 clicked\n");
static char flag = 0;
if(flag == 0)
{
flag = 1;
led_ryg_turn(LED_R, LED_ON);
}
else
{
flag = 0;
led_ryg_turn(LED_R, LED_OFF);
}
}
static void btn2_click_cb(lv_event_t *event)
{
// ...
}
static void btn3_click_cb(lv_event_t *event)
{
// ...
}
int button_init(void)
{
lv_obj_add_event_cb(ui_Button1, btn1_click_cb, LV_EVENT_CLICKED, NULL);
lv_obj_add_event_cb(ui_Button2, btn2_click_cb, LV_EVENT_CLICKED, NULL);
lv_obj_add_event_cb(ui_Button3, btn3_click_cb, LV_EVENT_CLICKED, NULL);
return 0;
}
数据接收、解析、命令执行相关代码:
static int ctrl_dev_aht20(msg_frame_t *_msg_pack)
{
// ...
return 0;
}
static int ctrl_dev_adc(msg_frame_t *_msg_pack)
{
printf("--- ctrl_dev_adc ---\r\n");
uint16_t adc_raw = (uint16_t)(_msg_pack->data[0] << 8) + _msg_pack->data[1];
uint8_t pm2_5 = adc_raw / 16;
char pm2_5_src[4];
printf("adc raw value: %d, pm2_5 value: %d \r\n", adc_raw, pm2_5);
lv_arc_set_value(ui_Air, pm2_5);
snprintf(pm2_5_src, sizeof(pm2_5_src), "%d", pm2_5);
lv_label_set_text(ui_AirValue, pm2_5_src);
return 0;
}
static int ctrl_cmd_func(const msg_pkg_t *_msg_pkg)
{
printf("--- ctrl_cmd_func ---\r\n");
switch(_msg_pkg->pkg->type)
{
case AHT20: ctrl_dev_aht20(_msg_pkg->pkg); break;
case ADC: ctrl_dev_adc(_msg_pkg->pkg); break;
default: return -1;
}
return 0;
}
static void *recv_thread(void *arg)
{
recv_msg_buf->buf_ptr=recv_msg_buf->buf;
while(1)
{
if(server_receive_data(client_fd, (char *)recv_msg_buf->buf_ptr, (ssize_t *)&recv_msg_buf->buf_size) == 0)
{
printf("thread recv \r\n");
msg_buf_print(recv_msg_buf);
/* 解析数据包命令 */
msg_pkg_t *_msg_pkg = unpkg_frame(recv_msg_buf->buf_ptr, recv_msg_buf->buf_size);
/* 执行命令 */
ctrl_cmd_func(_msg_pkg);
}
}
return NULL;
}
/* 线程创建 */
pthread_create(&recv_thread_id, NULL, recv_thread, NULL);
ELF 1 工程
ELF 1 源码工程结构如图所示:
src 文件夹存放源文件,inc 文件夹存放头文件,obj 为编译输出目录;客户端创建、数据打包、发送、接收、命令执行与 IMX6U 工程实现类似,不再介绍,数据采集、LED 控制采用文件操作实现。
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