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LEWEI50 E-KIT从0开始一步一步使用过程

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发表于 2013-7-20 13:34:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 yjy 于 2013-7-20 14:37 编辑

E-KIT套件

E-KIT套件

如上图,拿到LEWEI50 E-KIT后,发现板子做的挺精致的,并附带有DH11温湿度传感器。主要目的自然是想将DH11传感器检测的数据通过LEWEI50 E-KIT上传到乐联网,通过乐联网进行数据分析显示,并能通过微信进行实时查询,同时熟悉乐联网具体的上传方法、连接方法,感受云端处理,物联网等目前比较火热的技术运用。
第一步硬件分析:

先了解下硬件,才知道如何下手。E-KIT硬件文档在http://www.lewei50.com/home/product/1可以下载到,包含两个文件,一个是LEWEI50 E-KIT套件硬件清单说明,说明哪个是温湿度传感器,哪个是红外发射接收头等。另一个文件就是E-KIT板子的原理图了如下图:

原理图一

原理图一
                     

原理图二

原理图二

总体来说,LEWEI50 E-KIT硬件芯片主要包含主控芯片ATMEGA328P-AU,USB接口芯片ATMEGA16U2,网络接口芯片W5100。板上含有6个模拟量输入接口从A0~A5,3.3V和5V电源输出接口,14个I/O输入输出数字接口。接下来具体分析硬件各组成部分:
1、电源部分:

电源部分一

电源部分一

LEWEI50 E-KIT可以使用外接电源进行输入,如下图,电源的输入的范围为7V到12V,再经过集成稳压IC-AMS117-5.0降压到5V,5V再经过集成稳压IC-AMS117-3.3降压到3.3V,用户在使用外接电源输入时,输入电源的电压范围最好控制在7V到12V之间,电压过高则集成稳压IC-AMS117-5.0发热厉害容易烧毁,而电压太低则又无法满足供电,原则上,至少要比输出的5V高2V ,越靠近7V越好。LEWEI50 E-KIT还可以通过USB口直接供电,USB接口一般供电电压都是5V。
    2、USB接口部分:

usb接口

usb接口

ATmega16U2是USB接口芯片,其主要特征包括:
       1)16K字节的Flash,支持自擦写功能。512字节EEPROM和512字节SRAM
       2)内置Boot-Loader功能。
       3)支持USB全速,包含4个USB输入输出端口
       4)包含内置晶振。
       5)操作电压范围为2.7V到5.5V。2.7V时,最大工作频率是8MHz,4.5V时,最大工作频率是16MHz。
E-KIT板上ATmega16U2将USB口转为串口,由8脚和9脚的M8RXD和M8TXD与主控芯片ATMEGA328P-AU的串口引脚2930相连接,而且中间的连接点,又由01I/O口引出,方便用户调试用。
     3、网络接口部分:

网络接口

网络接口


W5100是一款多功能的单片网络接口芯片,内部集成有10/100 以太网控制器,集成了全硬件的TCP/IP 协议栈、以太网介质传输层(MAC)和物理层(PHY)。使用W5100不需要考虑以太网的控制,只需要进行简单的端口(Socket)编程。W5100 提供3 种接口:直接并行总线、间接并行总线和SPI 总线。W5100 与MCU 接口非常简单,就像访问外部存储器一样。LEWEI50 E-KIT板上W5100 与主控芯片ATMEGA328P-AU通过SPI接口SSMOSIMISOSCLK共四个引脚进行连接。

        4
主控芯片部分:

主控芯片部分

主控芯片部分

主控芯片ATMEGA328P-AU的工作电压为5V,每个IO脚的最大输出电流:40mA,Flash大小:32K字节,SRAM大小:2K字节,EEPROM大小:1K字节,时钟频率最大为16M。
    5、温湿度传感器:

温湿度传感器

温湿度传感器

DHT11为单总线数字温湿度传感器,特点:      
     1)、湿度测量范围:20---90%RH   2)、湿度测量精度:±5%RH
     3)、温度测量范围:0---50℃     4)、温度测量精度:±2℃
     5)、工作电压:DC5V/3.3V        6)、数字信号输出
     7)、数据端口带上拉电阻
接线方法:
    (+)VCC  → 3.3V/5V电源正极
    (OUT)DATA →单片机IO口
    (-)GND  →电源负极
DATA用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下: 一次完整的数据传输为40bit,高位先出。 数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据 +8bit温度整数数据+8bit温度小数数据          +8bit校验和 ,数据传送正确时校验和数据等于“所得结果的末8位。
    经过以上硬件分析,基本上明白了LEWEI50 E-KIT的硬件组成,为了达到我们最初的目的,接着需要从网上寻找并下载ATMEGA16U2ATMEGA328P-AUW5100和DHT11的数据手册,仔细研读,选择开发工具编写各组成部分的驱动程序,编译后下载到单片机中,使得主控CPU可以读取DHT11的数据,并通过程序控制W5100连接乐联网,将读取到的DHT11数据上传到乐联网上,工作量满大的,这需要懂得AVR单片机的编程、W5100网络驱动程序的编程,了解乐联网对应API接口,绝不是短时间内可以做到的,但是这里要重点提及的是ARDUINO, arduino是什么东西啊,我这也是第一次接触到arduino,于是百度:
Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台,包含硬件(各种型号的arduino板)和软件(arduino IDE)。使用低价格的微处理控制器(AVR系列控制器),可以采用USB接口供电,不需外接电源,也可以使用外部9VDC输入。Arduino支持ISP在线烧,可以将新的“bootloader”固件烧入AVR芯片。有了bootloader之后,可以通过串口或者USB to Rs232线更新固件。
那么我手中的LEWEI50 E-KIT板也属于一种型号的arduino板了,那主控芯片ATMEGA328P-AU内部是否已经被写入了“bootloader”固件了吗?既然arduino有专门的开发软件(arduino IDE),还有许多成熟的库程序,那么直接拿来用或修改修改就是,不需要在做重复劳动了?不管了,急死了,先用E-KIT的USB接口连接电脑再说。
         第二部 驱动及开发环境设置:
9.JPG
连接后的结果自然是“找到新的硬件向导”框弹出,要添加驱动,驱动在哪里啊,既然是 arduino,那就找arduino的相关开发教程网站,了解一下arduino,找了个网址:http://www.arduino.cn/thread-1066-1-1.html,教程还挺丰富。先找自己要用到,相关的开发工具下载地址:http://www.arduino.cc/en/Main/Software,下载目前最新最稳定的版本1.0.5,下载压缩包形式的到本地解压,目录为arduino-1.0.5,一般开发软件中应该有驱动程序,找找看,发现drivers文件夹,驱动确实存在了,那么选择驱动吧:
10.JPG
安装失败,难道是版本太新了,drivers文件夹中有个Old_Arduino_Drivers.zip的压缩包,是旧的驱动,解压后再来安装,驱动安装成功,如图Arduino UNO R3(COM3)。
11.JPG
打开IDE看看,下面该做什么了?
12.JPG
刚开始要不要先点个灯看看。
      1、配置开发软件,选择板子型号和串口号:
设置板子类型,tools工具=board板子类型=Arduino Uno 默认的就行。
13.JPG
后设置串口号,在tools工具=Serial Port串行端口=》选择你的COM*
14.JPG

    2、加载例程:
file菜单=Examples例程 =Basics基础=blink闪灯
15.JPG

加载完例程后可以看到串口中间多了代码,先不管他,点下载按钮,下载编译进行中:
16.JPG
下载成功
17.JPG
板上的L黄色指示灯,每隔1秒闪烁一次。
正好套件中有个LED灯, LED一般腿长的为正极,腿短为负极,插到3.3V上点亮了,LED是OK的。将LED正极通过杜邦线接到IO7上,负极接地。修改BLINK程序:
18.JPG
添加LED2=7,完成编译下载,白色LED灯也随着板子上的黄色LED灯每隔1秒闪烁一次。
    第三步、通过W5100,上传DHT11数据到乐联网
由于乐联网已经将W5100及DHT11的驱动程序写成了开源例程,所以现在直接下载使用,有时间在写自己的。网址: https://github.com/lewei50/LeweiTcpClient/archive/LeweiTcpClientLite.zip,下载放到arduino-1.0.5\libraries目录下,解压后,文件名改成/LeweiTcpClientLite。
19.JPG
传感器的库文件http://fzblog-wordpress.stor.sinaapp.com/uploads/2013/05/Dht11.rar一样解压到arduino-1.0.5\libraries目录下
20.JPG
重新打开arduino.exe,新添加的文件夹就会出现在例子中:
21.JPG
选择tutorial1_ekit_upload_dht11,
22.JPG
有几处代码要修改:

23.JPG
其中"yourapikey"是注册乐联网用户后,得到的用户key,"01"是设备的网关号,
24.JPG
其中"temperature"及"humidity"改为你的乐联网的设备号。
1、下面先到乐联网注册账号http://www.lewei50.com/home/login,
25.JPG
2、注册后,进入在我的网关,点击添加新网关,选择类型,自己命名名称等,还可以在地图中选择设备所在地,设置完毕后点保存。
26.JPG

保存后,在我的网关列表中会出现新添加的网关标识号为02,名称为E-KIT。
27.JPG
3、在我的设备中添加新设备,网关要选择上一步骤新建的E-KIT网关,此设备标识为temperature,与开发软件中的上传名称一致,当然也可以修改成其他名称,但要保持一致相同即可:
28.JPG
再新建湿度设备,网关仍为E-KIT,此设备标识为humidity,与开发软件中的上传名称一致,当然也可以修改成其他名称,但要保持一致相同即可:
29.JPG
4、在我的账户-设置个人信息中,找到自己的userkey,拷贝粘贴到前面软件程序中提到的yourapikey,并将网关号改为02:
30.JPG

31.JPG
5:编译下载程序:
32.JPG
6、根据软件程序中的DHT11引脚接法,将DHT11的中间数据脚接到LEWEI50 E-KIT的D2号脚上:
33.JPG
45.jpg
7、连接网线,并在实时数据中查看上传的数据:
34.JPG

35.JPG
8、历史查询:
点击左侧的统计分析及报表—历史数据查询,如下显示:
36.JPG
9、数据导出:
点击左侧的统计分析及报表—数据导出,导出湿度数据,如下显示:
37.JPG
得到如下图的excel湿度记录表格:
38.JPG
10、通过微信查询实时数据:
打开微信,查找公共账户:乐联网,向乐联网发送b绑定乐联网账户后,再发送l,可查询所有设备的信息如下:
39_副本.png       40.png
   
结果展示:http://www.lewei50.com/home/gatewaystatus/1346
       以上,头一次使用ARDUINO,有许多不足还需改进,希望对大家有所帮助。



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发表于 2013-7-21 00:22:20 | 显示全部楼层
哇!这个必须顶啊!
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发表于 2013-7-21 13:59:30 | 显示全部楼层
不错啊!
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发表于 2013-7-21 18:36:02 | 显示全部楼层
这文章写得够详细的,板子没有白送啊
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发表于 2013-8-1 15:42:09 | 显示全部楼层
文章写得够详细的
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