基于小熊派开发板的智慧路灯开发版本更新

1 主要功能

（1）光敏传感器感知光照强度并上发。

（2）实现在云端对LED灯的开关控制。

（3）通过设定传感器阈值，设定LED灯的自动开关。

2 目的及意义

（1）通过本次实验加深对于小熊派开发板的了解以及使用。

（2）熟悉快速上云的流程。

3 开发环境

硬件：小熊派开发板、智慧路灯传感器扩展板、USB 数据线、通信模组（本文选用的是NB-IoT通信模组）。

软件：IoT Studio 0.3.3.0、ST-Link驱动、华为云、win7及以上64位操作系统。

4 小熊派开发板简介

开发板在物联网系统架构中属于感知设备，该类设备通常有传感器、通信模组、芯片以及操作系统组成。为增加开发板的可扩展性，小熊派开发板没有采用传统的板载设计，而是使用了可更换传感器扩展板以及可更换通信模组扩展板设计，通信模组是数据传输的出入口，常用的通信模组包括NB-IoT，Wifi以及4G等，芯片是设备的主控设备，该开发板内置了一个低功耗的STM32L431单片机作为主控芯片，即MCU。操作系统使用的是华为的LiteOS操作系统，其提供了丰富的端云互通组件。

为了便于开发调试，如图1所示，该开发板板载了2.1版本的ST-Link，它具有在线调试烧录，拖拽下载以及虚拟串口等功能。开发板左上角内置了一个TF卡卡槽，TF卡可以存储运行数据，其左侧有一个8M的SPI Flash，使用其方便对程序进行远程升级。开发板中间板载一块分辨率为240 * 240的LCD屏幕，其主要用于显示传感器数据以及调试日志。LCD屏幕下方是一个基于STM32L431的超低功耗单片机作为开发板的主控芯片。开发板右上角具有一个拨码开关，将其拨至左侧AT-PC模式，通过电脑端的串口助手，发送AT指令调试通信模组。右边AT-MCU模式，通过MCU发送AT指令与通信模组进行交互，将采集到的传感器数据通过通信模组发送到云端。

图1 小熊派开发板

5 ST-Link驱动安装

首先通过USB数据线将小熊派开发板与PC机连接，打开对应位数的驱动安装包，双击对应的.exe文件进行自动安装即可，通过打开PC设备管理器可查看对应的驱动是否安装成功。若如图2所示，说明驱动安装成功。

图2 驱动安装成功示意图

下载链接：https://pan.baidu.com/s/1p_KynpZ7nA1-987MzR6FSw 提取码：1gsc

6 开发流程

平台操作→设备开发→应用开发→业务调试

6.1 平台操作

首先登录华为云，点击产品，下拉至IoT物联网，选择设备管理，点击开发中心进入开发。如图3所示。

图3 华为云登录

新建项目，如果是首次访问需要先注册厂商信息等，如图4所示。

图4 新建项目

项目创建成功后会出现产品ID以及产品密钥，由于后续远程连接可能用到，这里我们点击下载密钥。密钥下载成功后点击进入项目。如图5所示。

图5产品密钥

进入项目之后，如图6所示，选择产品开发，点击新建产品。

图 6 新建产品

如图7所示根据自己的设计完成产品信息的设置。

图7产品信息配置

如图8所示，使用系统预制的快速集成模板进行产品的创建。

图8 基于快速集成模板创建产品

       创建产品之后如图9所示，产品中已经包含profile定义以及编解码插件。

图9 产品创建完成

6.2 设备开发

首先将光敏传感器以及NB-IoT扩展板插入到开发板上，注意安装方向，然后用USB数据线将开发板与PC进行连接，如图10所示。

图10 扩展板的安装

打开IoT Studio软件，如图11所示，创建IoT Studio工程。

图11 创建IoT Stutido工程

如图12所示，填写工程名称，选择存储路径，工程类型选择端云最佳实践，开发板使用STM32L431，模板工程使用Cloud_STM32L431_BearPi，点击完成。

图12 设置工程类型

由于版本更新问题，IoT Studio烧录器以及调试器类型取消了ST-Link，这里我们选择OpenOCD。具体调整方式如图13所示，点击IoT Studio 的工具栏中的工程，工程配置，烧录器，然后选择烧录模式OpenOCD，调试器调整亦如此。

图13 烧录、调试方式调整

如图14所示，点击IoT Studio 的工具栏中光标所在位置的编译，编译成功好点击烧录按钮将程序烧录到开发板中。

图14编译和烧录

6.3 应用开发

       如图15所示，进入华为云，点击web应用开发，立即前往，构建应用。

图15 web应用开发

    如图16构建应用，填写应用名称，采用自定义的构建方式，勾选设备注册、设备列表以及规则等。进行应用的创建。

图16 构建应用

如图17组件的部署，首先拖拽选择设备组件到右边，之后拖拽左侧工具栏中的设备监控到右边，点击右侧工具栏的数据添加产品之后，选择sensor并关联到luminance属性。之后拖拽命令下发组件到右边，点击右侧工具栏的数据添加产品之后，选择LED并选择命令选项SET_Led。之后再拖拽一个设备监控到右边，此时选择右侧工具栏中的样式，选择图表并关联到sensor的luminance属性，实现光照传感器的数据和图表双显示，点击保存。

图17 组件部署

6.4 业务调试

由于之前的设备是模拟设备，知识我们添加真实设备之前的一个模拟，此时如图18所示，我们将自己的真实设备添加到开发环境中，之后进入预览界面，进行产品选择，设备名称的注册，此时的设备标识码使用之前提到的NB-IoT通信模组的IMEI号作为唯一标识。

图18 设备注册

当注册设备完成后，如图19所示，传感器显示的光强从之前的模拟光强32779，变成了开发板上传的真实光照强度80，同时我们观察开发板的LCD屏幕上的数值与云端显示数值一致。

图19 真实设备光强

之后进入自定义界面（当然这里我们可以自己修改名称），点击命令下发中的设置参数，选择ON，打开LED灯，如图20所示，开发板上的LED灯点亮，同时如图21所示，设备监控中图表的示数发现由原来的80变成了647，这是由于LED灯距离光照传感器比较近，而且没有遮挡物。发送OFF指令，LED等会熄灭，光强示数下降。

图20 开发板LED打开

图21 设备光强变化

   上述LED灯的开关直接受人为控制，当然我们也可以自定义光强阈值使灯自动开关，如图22添加一条规则，当光强小于50时，LED灯打开。同理，添加规则二，当光强小于50时，LED灯关闭。

图22 添加规则

此时观察光照强度示数变化，首先用手将光敏电阻用手遮挡，图23所示，光照强度低于50，然后发现LED点亮，移开手指，可见光照强度高于500，LED灯关闭。光强又恢复到打开之前的光强。

图23 设备示数变化

    当然我们也可以将应用进行部署，设置登录账号，密码，之后其余人如果知道账号密码也可以进行应用的后续调试等。具体如图24所示。

图24 设备部署

点击设备列表可以看见设备的信息日志。如图25所示。

图25 设备日志

如图26所示，回到开发主界面，点击对接信息，可以看到最下方的http接入方式对应的IP地址以及端口号，通过手机的小程序可以进行连接。

图26 设备对接信息