基于合宙Air700E的4G环境监测节点（温湿度、气压等数据），通过MQTT上传阿里云物联网平台
2023-12-26 16:33:06
基于合宙Air700E的4G环境监测节点（温度、湿度、气压等数据），通过MQTT上传阿里云物联网平台。
介绍
合宙Air700E 4G模块读取传感器（温湿度、气压等）数据并通过MQTT协议上传阿里云物联网平台，数据也会同时显示在0.96寸的OLED屏幕上，使用了U8g2图形库。
ESP32C3 WiFi模块通过MQTT协议订阅4G节点上传的数据并显示在LCD屏上，使用了LVGL图形库。
这是我的一个课程设计，随便做做的，不是很完善。
题目要求：设计并制作无线通信系统，结合上学期所学知识，将本地采集的温、湿度/超声波测量距离通过无线收发的方式，发送到主机/接收端，并在接收端利用 LCD显示相关信息，具体要求如下：
⑴ 蓝牙无线传输系统设计实现
⑵ WiFi 无线传输系统设计及实现
⑶ ZigBee 无线传输系统设计及实现
⑷ GPRS/GSM 无线传输系统设计及实现
(5) 4G 无线传输系统设计及实现
(6) NBIoT/LoRa 无线传输系统设计及实现
提示：可用 8/16/32 处理器作为主控制器，按照本小组选定的综合部分内容来进行选型，至少完成 2 个小项，其中（1）（2）（3）选 1 个完成，（4）（5）（6）选 1 个完成。
Air700E和ESP32C3我都是使用LuatOS系统+Lua脚本的开发方式来开发的。
LuatOS固件是我使用合宙的云编译生成的。
ESP32C3上自带的4MByte的flash被我换成了8MByte的了，固件也是大于4MB的，因为加了LVGL图形库以及几种字体。
阿里云学生优惠地址：https://www.aliyun.com/daily-act/ecs/activity_share?userCode=jdjc69nf
注意： 由于阿里云物联网平台不同设备间不能订阅对方的主题，只能订阅本设备的主题，所以需要在 消息转发→云产品流转 那里添加一条规则，将4G节点设备的发布的消息转发到WiFi节点设备的一个主题。
立创开源平台开源链接：https://oshwhub.com/zeruns/wen-shi-du-cai-ji-4g-shang-chuan
合宙Air700E介绍
Air700E 是合宙通信推出的 LTE Cat.1 bis通信模块，采用移芯EC618平台，支持 LTE 3GPP Rel.13 技术。该模块仅保留 LTE TDD 频段，适配中国移动运营主流频段，具有超小封装和极致成本，满足小型化和低成本需求。
主要特性包括：
- 支持单1.8/3.3V USIM接口
- 支持1.8/3.3V可配置串口
- 支持USB 2.0
- 支持远程OTA固件升级
- 支持PSM数字语音接口
- 支持多种开发方式，如USB上网、标准AT开发， open CPU二次开发（LuatOS,C-SDK）等
Air700E 内置丰富的网络协议，集成多个工业标准接口，并支持多种驱动和软件功能（如Windows 7/8/8.1/10，Linux，Android等操作系统下的 USB 驱动等），极大地拓展了其在 M2M 领域的应用范围，如CPE、路由器、数据卡、平板电脑、车载、安防以及工业级 PDA 等。
Air700E的技术规格如下：
LTE-TDD频段： B34/B38/B39/B40/B41
LTE-TDD数据速率：
- 上下行配比2时，最大8Mbps（DL）/最大2Mbps（UL）
- 上下行配比1时，最大6Mbps（DL）/最大4Mbps（UL）
接口：
- 1个USB 2.0高速接口（最高达480Mbps）
- 1个1.8V/3.0V (U)SIM卡接口
- 1个NETLIGHT接口 (NET_STATUS)
- 1路数字I2S接口，支持外置codec
- 3个UART接口（主串口，通用串口，调试串口）
- PWRKEY（低电平有效）
- 2路ADC接口
- 13个通用GPIO + 2路中断输入
- 1路I2C接口
合宙ESP32-C3介绍
CORE ESP32核心板是基于乐鑫ESP32-C3进行设计的一款核心板，尺寸仅有21mm*51mm，板边采用邮票孔设计，方便开发者在不同场景下的使用。核心板支持UART、GPIO、SPI、I2C、ADC、PWM等接口，可根据实际需要选择。
硬件资源：
- 尺寸长宽 21mm*51mm
- 1路SPI FLASH，板载4MB，支持最高 16MB
- 2路UART接口，UART0~UART1,其中下载口为UART0
- 5 路 12 比特 ADC，最高采样率 100KSPS
- 1路低速SPI接口，支持主模式
- 1路IIC控制器
- 4路PWM接口,可使用任意GPIO
- GPIO外部管脚15路，可复用
- 2路贴片LED指示灯
- 1路复位按键+1路BOOT按键
- 1路USB转TTL下载调试口
- 2.4G PCB板载天线
实物图
演示视频： https://www.bilibili.com/video/BV1MH4y1B7Df/
整体图
4G节点
WiFi节点
WiFi连接时：
连接上WiFi后开始连接MQTT服务器和NTP时间同步：
显示4G节点采集到的数据：
显示温湿度变化曲线：
物联网平台
阿里云物联网平台上显示的数据：
原理图
4G节点
WiFi节点
PCB
4G节点
这个4G模块的封装不太对的。
顶层：
底层：
WiFi节点
顶层：
底层：
代码
具体怎么下载代码我就不细说了，自行查看官方文档。
Air700E文档：https://doc.openluat.com/wiki/44?wiki_page_id=4730
LVGL for LuatOS 手册：https://url.zeruns.tech/7z7fN
ESP32-C3文档：https://url.zeruns.tech/497AP
Lua教程：https://url.zeruns.tech/Pc4PA
4G节点
固件下载地址：https://url.zeruns.tech/2G3K7
main.lua文件：
-- LuaTools需要PROJECT和VERSION这两个信息
PROJECT = "环境监测节点"
VERSION = "1.1.0"
-- 引入必要的库文件(lua编写), 内部库不需要require
sys = require("sys")
aht10 = require "aht10"
bmx = require "bmx"
--添加硬狗防止程序卡死
if wdt then
wdt.init(9000)--初始化watchdog设置为9s
sys.timerLoopStart(wdt.feed, 3000)--3s喂一次狗
end
print(_VERSION)
log.info(mobile.ipv6(true)) --开启ipv6
local ProductKey= "xxxxxx" --产品key
local DeviceName= "xxxxxx" --改为你自己的设备名
local DeviceSecret = "xxxxxx" --改为你自己的设备密钥
local client_id, user_name, password = iotauth.aliyun(ProductKey, DeviceName ,DeviceSecret) --生成MQTT三元组
log.info("MQTT参数", client_id, user_name, password)
local softI2C = i2c.createSoft(29, 31, 2) --初始化软件I2C
local aht10_data,bmx_data
local RH,Temp,Press,High,distance,BAT_Voltage,CPU_T = 0,0,0,0,0,0,0 --平均值,湿度、温度、气压、海拔、距离、电池电压、CPU温度
local RH_C,Temp_C,Press_C,High_C,distance_C,BAT_Voltage_C,CPU_T_C = 0,0,0,0,0,0,0 --当前值
local AHT10_flag,BMP180_flag,US100_flag,BAT_Voltage_flag,CPU_T_flag = false,false,false,false,false
all_data = {params = {CurrentVoltage = 0,CurrentTemperature = 0, CurrentHumidity = 0,Atmosphere = 0, Altitude = 0,DetectDistance = 0,CPUTemperature = 0}}
function US_100() --US-100超声波测距模块读取数据
uart.write(1, string.char(0x55)) --发送16进制0x55
sys.wait(50) --延时50毫秒
local hData,lData = string.byte(uart.read(1, 2),1,2) --串口接收2字节
uart.rxClear(1) --清空接收缓存
if hData and lData then --判断是否接收到数据
local Distance_mm = tonumber((hData * 256 ) + lData) --将高8位左移8位后和低8位数据相加
if Distance_mm > 4500 then --判断是否超出测量范围
Distance_mm = 4500
end
--log.info("超声波："..Distance_mm.."mm") --日志输出距离
return (Distance_mm / 10) --算出cm并返回
end
end
-- https://blog.zeruns.tech
sys.taskInit(function() -- 创建一个线程，读取各个传感器数据
sys.wait(500) -- 延时500毫秒
aht10.init(softI2C) -- 初始化AHT10,传入i2c_id
bmx.init(softI2C) -- 初始化BMP180,传入i2c_id
uart.setup(1, 9600, 8, 1, uart.NONE) --初始化串口1
adc.open(0) -- 打开adc通道0,并读取
adc.open(adc.CH_CPU)-- 打开ADC通道-CPU内部温度通道
--adc.setRange(adc.ADC_RANGE_3_8) -- 开启ADC0,1分压电阻，范围0~3.8V
sys.wait(500) -- 延时500毫秒
local RH_sum, Temp_sum, Press_sum, High_sum, distance_sum,BAT_Voltage_sum,CPU_T_sum = 0,0,0,0,0,0,0 --总和，求平均值用
local avg_count, avg_count2,avg_count3,avg_count4,avg_count5 = 0,0,0,0,0
while 1 do
aht10_data = aht10.get_data() --读取AHT10的数据
bmx_data = bmx.get_data() --读取BMP10的数据
distance_C = US_100() --读取US-100的数据
-- 电池电压采样，分压电阻比例：4.7K/10K
BAT_Voltage_C = ((adc.get(0) / 1000 / 1007) * 1473) -- 读取AD0电压值，计算电池电压
CPU_T_C = adc.get(adc.CH_CPU) / 1000 -- 读取CPU温度
-- AHT10温湿度平均值计算
if aht10_data.RH and aht10_data.T then --判断AHT10是否读取到数据
all_data.params.CurrentTemperature = aht10_data.T
all_data.params.CurrentHumidity = aht10_data.RH*100
if avg_count < 6 then --判断是否小于3，累加计平均值
RH_C,Temp_C = aht10_data.RH*100, aht10_data.T --读取温度和湿度的当前值
RH_sum = RH_C + RH_sum
Temp_sum = Temp_C + Temp_sum
avg_count = avg_count + 1
elseif avg_count == 6 then
RH = RH_sum / 6 -- 算出湿度平均值
Temp = Temp_sum / 6 -- 算出温度平均值
log.info("AHT10_data.RH: "..(string.format("%.2f", RH)).." %"," AHT10_data.T: "..(string.format("%.2f", Temp)).." ℃") --日志输出
AHT10_flag = true -- 标志位置位，数据采集完毕
sys.publish("MQTT_P") -- 发布消息，数据采集计算完毕，MQTT可以上报了
avg_count,RH_sum,Temp_sum = 0,0,0 --计数值和总和清零
end
end
--BMP180气压和高度平均值计算
if bmx_data.press and bmx_data.high then
all_data.params.Atmosphere = bmx_data.press
all_data.params.Altitude = bmx_data.high
if avg_count2 < 10 then --判断是否小于10，累加计平均值
Press_C,High_C = bmx_data.press, bmx_data.high --读取气压和高度的当前值
Press_sum = Press_C + Press_sum
High_sum = High_C + High_sum
avg_count2 = avg_count2 + 1
elseif avg_count2 == 10 then
Press = Press_sum / 10
High = High_sum / 10
log.info("BMP180_data.press: "..(string.format("%.2f", Press)).." hPa"," BMP180_data.high: "..(string.format("%.2f", High)).." m")
BMP180_flag = true
sys.publish("MQTT_P")
avg_count2,Press_sum,High_sum=0,0,0
end
end
-- US-100超声波测距 距离平均值计算
if distance_C then --判断是否读取到数据
all_data.params.DetectDistance = distance_C
if avg_count3 < 3 then
distance_sum = distance_C + distance_sum
avg_count3 = avg_count3 + 1
elseif avg_count3 == 3 then
distance = distance_sum / 3
log.info("US-100: "..(string.format("%.1f", distance)).." cm")
US100_flag = true
sys.publish("MQTT_P")
avg_count3,distance_sum = 0,0
end
end
-- 电池电压
if BAT_Voltage_C then --判断是否读取到数据
all_data.params.CurrentVoltage = BAT_Voltage_C
if avg_count4 < 20 then
BAT_Voltage_sum = BAT_Voltage_C + BAT_Voltage_sum
avg_count4 = avg_count4 + 1
elseif avg_count4 == 20 then
BAT_Voltage = BAT_Voltage_sum / 20
log.info("BAT_Voltage: "..(string.format("%.2f", BAT_Voltage)).." V")
BAT_Voltage_flag = true
sys.publish("MQTT_P")
avg_count4,BAT_Voltage_sum = 0,0
end
end
-- CPU温度
if CPU_T_C then --判断是否读取到数据
all_data.params.CPUTemperature = CPU_T_C
if avg_count5 < 20 then
CPU_T_sum = CPU_T_C + CPU_T_sum
avg_count5 = avg_count4 + 1
elseif avg_count5 == 20 then
CPU_T = CPU_T_sum / 20
log.info("CPU_T: "..(string.format("%.2f", CPU_T)).." ℃")
CPU_T_flag = true
sys.publish("MQTT_P")
avg_count5,CPU_T_sum = 0,0
end
end
sys.wait(500)
end
end)
--[[sys.taskInit(function() --创建一个任务，超声波测距，1.5秒一次
uart.setup(1, 9600, 8, 1, uart.NONE) --初始化串口1
sys.wait(1000)
while 1 do
distance = US_100() --读取US-100的数据
if distance then --判断是否读取到数据
log.info("US-100: "..(string.format("%.1f", distance)).." cm")
US100_flag = true
sys.publish("MQTT_P")
end
sys.wait(1500)
end
end)]]
sys.taskInit(function() --创建一个线程，MQTT初始化和数据上报
mqttc = mqtt.create(nil, "a1sJbDQiEqr.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com", 1883,true,true)
mqttc:auth(client_id, user_name, password)
mqttc:keepalive(120) -- 默认值240s
mqttc:autoreconn(true, 3000) -- 自动重连机制
mqttc:on(function(mqtt_client, event, data, payload)
if event == "conack" then
sys.publish("mqtt_conack")
log.info("mqtt", "mqtt已连接")
mqtt_client:subscribe("/sys/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/thing/service/property/set")
elseif event == "recv" then
log.info("mqtt", "收到消息", data, payload)
local mqtt_date = json.decode(payload)
elseif event == "sent" then
log.info("mqtt", "sent", "pkgid", data)
end
end)
mqttc:connect()
while true do
sys.waitUntil("MQTT_P", 3000)
if AHT10_flag then
local json_str = json.encode({params = {CurrentTemperature = Temp, CurrentHumidity = RH}}, "2f") -- 数据改成JSON格式，保留2位小数
mqttc:publish("/sys/"..ProductKey.."/".. DeviceName.."/thing/event/property/post", json_str) -- MQTT上报属性
mqttc:publish("/"..ProductKey.."/".. DeviceName.."/user/update", json.encode(all_data,"2f")) -- MQTT上报属性
AHT10_flag = false
end
if BMP180_flag then
local json_str = json.encode({params = {Atmosphere = Press, Altitude = High}}, "2f") -- 数据改成JSON格式，保留2位小数
mqttc:publish("/sys/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/thing/event/property/post", json_str) -- MQTT上报属性
mqttc:publish("/"..ProductKey.."/".. DeviceName.."/user/update", json.encode(all_data,"2f")) -- MQTT上报属性
BMP180_flag = false
end
if US100_flag then
local json_str = json.encode({params = {DetectDistance = distance}}, "1f") -- 数据改成JSON格式，保留2位小数
mqttc:publish("/sys/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/thing/event/property/post", json_str) -- MQTT上报属性
mqttc:publish("/"..ProductKey.."/".. DeviceName.."/user/update", json.encode(all_data,"2f")) -- MQTT上报属性
US100_flag = false
end
if BAT_Voltage_flag then
local json_str = json.encode({params = {CurrentVoltage = BAT_Voltage}}, "2f") -- 数据改成JSON格式，保留2位小数
mqttc:publish("/sys/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/thing/event/property/post", json_str) -- MQTT上报属性
mqttc:publish("/"..ProductKey.."/".. DeviceName.."/user/update", json.encode(all_data,"2f")) -- MQTT上报属性
BAT_Voltage_flag = false
end
if CPU_T_flag then
local json_str = json.encode({params = {CPUTemperature = CPU_T}}, "2f") -- 数据改成JSON格式
mqttc:publish("/sys/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/thing/event/property/post", json_str) -- MQTT上报属性
mqttc:publish("/"..ProductKey.."/".. DeviceName.."/user/update", json.encode(all_data,"2f")) -- MQTT上报属性
CPU_T_flag = false
end
end
end)
-- https://blog.zeruns.tech
sys.taskInit(function()
u8g2.begin({ic = "ssd1306",direction = 0,mode="i2c_hw",i2c_id=1,i2c_speed = i2c.FAST}) -- direction 可选0 90 180 270
u8g2.ClearBuffer() --清屏
u8g2.SetFont(u8g2.font_opposansm10) --切换字体
u8g2.DrawUTF8("IMEI:", 0, 16)
u8g2.DrawUTF8(mobile.imei(), 0, 32)
u8g2.SendBuffer()
--ntp同步时间
--socket.sntp()
socket.sntp({"ntp.aliyun.com","ntp1.aliyun.com","ntp2.aliyun.com"}) --sntp自定义服务器地址
--socket.sntp(nil, socket.ETH0) --sntp自定义适配器序号
sys.subscribe("NTP_UPDATE", function()
log.info("sntp", "time", os.date())
sys.publish("NTP_OK")
end)
sys.subscribe("NTP_ERROR", function()
log.info("socket", "sntp error")
socket.sntp()
end)
sys.wait(1000)
sys.waitUntil("NTP_OK", 3000)
u8g2.ClearBuffer() --清屏
u8g2.SetFont(u8g2.font_opposansm10) --切换字体
u8g2.DrawUTF8(os.date("%Y-%m-%d"), 0, 16) --显示时间
u8g2.DrawUTF8(os.date("%H:%M:%S"), 0, 32) --显示时间
local IP = socket.localIP() --显示IP地址
if IP then
u8g2.DrawUTF8("IP:"..IP, 0, 63)
end
u8g2.SendBuffer()
sys.wait(2500)
while true do
u8g2.ClearBuffer() --清屏
u8g2.SetFont(u8g2.font_sarasa_m10_ascii)
if Temp_C then
u8g2.DrawUTF8("T:"..(string.format("%.2f", Temp_C)).."°C", 0, 16)
end
if RH_C then
u8g2.DrawUTF8("RH:"..(string.format("%.2f", RH_C)).."%", 0, 32)
end
if Press_C then
u8g2.DrawUTF8("P:"..(string.format("%.2f", Press_C)).."hPa", 0, 48)
end
if distance_C then
u8g2.DrawUTF8("D:"..(string.format("%.1f", distance_C)).."cm", 0, 63)
end
if High_C then
u8g2.DrawUTF8("H:"..(string.format("%.2f", High_C)).."m", 61, 16)
end
if BAT_Voltage_C then
u8g2.DrawUTF8("B:"..(string.format("%.2f", BAT_Voltage_C)).."V", 66, 32)
end
if CPU_T_C then
u8g2.DrawUTF8("CPUT:"..(string.format("%d", CPU_T_C)).."°C", 63, 63)
end
u8g2.SendBuffer() --显示数据更新到屏幕
sys.wait(200)
end
end)
sys.taskInit(function() --创建一个线程，500毫秒闪一次LED
gpio.setup(27, 0) -- 设置gpio27为输出,且初始化电平为低,使用硬件默认上下拉配置
while true do
gpio.toggle(27) --gpio翻转电平
sys.wait(500)
end
end)
--[[
支持字体
["unifont_t_symbols","open_iconic_weather_6x_t","opposansm8","opposansm10","opposansm12","opposansm16","opposansm20",
"opposansm24","opposansm32","sarasa_m8_ascii","sarasa_m10_ascii","sarasa_m12_ascii","sarasa_m14_ascii",
"sarasa_m16_ascii","sarasa_m18_ascii","sarasa_m20_ascii","sarasa_m22_ascii"]
]]
-- 用户代码已结束---------------------------------------------
-- 结尾总是这一句
sys.run()
-- sys.run()之后后面不要加任何语句!!!!!
WiFi节点
固件下载地址：https://url.zeruns.tech/a7eXJ
main.lua文件：
-- LuaTools需要PROJECT和VERSION这两个信息
PROJECT = "数据显示节点"
VERSION = "1.0.5"
-- sys库是标配
_G.sys = require("sys")
require("sysplus")
--添加硬狗防止程序卡死
wdt.init(9000)--初始化watchdog设置为6s
wdt_timer_id = sys.timerLoopStart(function()
wdt.feed()
end, 2000) --2s喂一次狗
local ProductKey= "xxxxxx" --产品key
local DeviceName= "xxxxxx" --改为你自己的设备名
local DeviceSecret = "xxxxxx" --改为你自己的设备密钥
local client_id, user_name, password = iotauth.aliyun(ProductKey, DeviceName ,DeviceSecret) --生成MQTT三元组
log.info("MQTT参数", client_id, user_name, password)
local local_CPU_T_C = 0;
local all_data = {params = {CurrentVoltage = 0,CurrentTemperature = 0, CurrentHumidity = 0,
Atmosphere = 0, Altitude = 0,DetectDistance = 0,CPUTemperature = 0}};
local key1_flag,key2_flag = false,false
sys.taskInit(function() -- 创建一个线程
log.info("wlan", "wlan_init:", wlan.init()) -- 初始化wlan
wlan.setMode(wlan.STATION) -- 设置wlan模式为STATION
wlan.connect("Mate 40 Pro", "123456789", 1) -- 连接wlan网络
local result, data = sys.waitUntil("IP_READY",6000)-- 等待IP_READY事件
log.info("wlan", "IP_READY", result, data) -- 打印IP_READY事件的结果和数据
if result then
socket.setDNS(socket.STA, 1, "114.114.114.114")
log.info("wlan", "info", json.encode(wlan.getInfo())) -- 打印wlan网络的详细信息
sys.publish("WiFi_connected_OK",data) -- 发布消息，WiFi连接成功
--ntp同步时间
--socket.sntp()
socket.sntp({"ntp.aliyun.com","time.windows.com","ntp.tencent.com","ntp2.aliyun.com"}, socket.STA) --sntp自定义服务器地址
--socket.sntp(nil, socket.STA) --sntp自定义适配器序号
-- 订阅NTP_UPDATE事件
sys.subscribe("NTP_UPDATE", function()
sys.publish("NTP_OK") -- 发布消息，NTP同步时间成功
log.info("sntp", "time", os.date()) -- 打印系统时间
end)
sys.subscribe("NTP_ERROR", function()
log.info("socket", "sntp error")
socket.sntp()
end)
else
while true do
sys.wait(1000)
end
end
adc.open(adc.CH_CPU)-- 打开ADC通道-CPU内部温度通道
local CH_CPU = adc.get(adc.CH_CPU) / 1000 -- 读取CPU温度
if CH_CPU then -- 判断数据是否有效
local_CPU_T_C = CH_CPU
end
mqttc = mqtt.create(nil, "a1sJbDQiEqr.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com", 1883,true) -- 创建MQTT客户端
mqttc:auth(client_id, user_name, password) -- 进行MQTT身份验证
mqttc:keepalive(60) -- 设置MQTT保活时间，默认值为60秒
mqttc:autoreconn(true, 3000) -- 开启自动重连机制
mqttc:on(function(mqtt_client, event, data, payload)-- 定义MQTT事件回调函数
if event == "conack" then -- 当收到连接确认事件（conack）时
sys.publish("mqtt_conack") -- 发布一个mqtt_conack消息
log.info("mqtt", "mqtt已连接") -- 打印连接成功信息
mqtt_client:subscribe("/sys/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/thing/service/property/set") -- 订阅指定主题
mqtt_client:subscribe("/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/user/get")
elseif event == "recv" then -- 当收到消息事件（recv）时
if data == "/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/user/get" then -- 判断接收主题
all_data = json.decode(payload) -- 解析消息内容为JSON格式
mqttc:publish("/sys/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/thing/event/property/post", payload) -- MQTT上报属性
else
log.info("mqtt", "收到消息", data, payload) -- 打印接收消息信息
local mqtt_date = json.decode(payload) -- 解析消息内容为JSON格式
end
elseif event == "sent" then -- 当发送消息事件（sent）时
--log.info("mqtt", "sent", "pkgid", data)-- 打印发送消息信息
end
end)
mqttc:connect()
while true do
local CH_CPU = adc.get(adc.CH_CPU) / 1000 -- 读取CPU温度
if CH_CPU then -- 判断数据是否有效
CPU_T_C = CH_CPU
end
gpio.toggle(12) --gpio翻转电平
sys.wait(500)
end
end)
sys.taskInit(function() -- 创建一个线程
spi.setup(2, 7, 0, 0, 8, 80 * 1000 * 1000, spi.MSB, 1, 1) -- 初始化SPI
log.info("lcd.init", lcd.init("st7789",{
port = 2, -- spi端口
-- pin_cs = 7, -- SPI片选
pin_dc = 8, -- lcd数据/命令选择引脚
-- pin_pwr = 18, -- lcd背光引脚 可选项,可不设置
pin_rst = 6, -- lcd复位引脚
direction = 2, -- lcd屏幕方向 0:0° 1:180° 2:270° 3:90°
w = 320, -- lcd 水平分辨率
h = 172, -- lcd 垂直分辨率
xoffset = 0, -- x偏移(不同屏幕ic 不同屏幕方向会有差异)
yoffset = 34; -- y偏移(不同屏幕ic 不同屏幕方向会有差异)
}))
log.info("lvgl", lvgl.init()) --- 初始化LVGL
local style_screen_label_main = lvgl.style_create() -- 创建一个名为 style_screen_label_main 的样式对象
lvgl.style_set_text_font(style_screen_label_main, lvgl.STATE_DEFAULT, lvgl.font_get("opposans_m_16")) -- 设置标签的默认字体
local Init_scr = lvgl.obj_create(nil, nil) -- 创建一个屏幕对象
lvgl.scr_load(Init_scr) -- 加载屏幕对象，显示在显示器上
local spinner = lvgl.spinner_create(Init_scr, nil) -- 创建一个旋转图标对象
lvgl.obj_set_size(spinner, 100, 100) -- 设置旋转图标对象的大小
lvgl.obj_align(spinner, nil, lvgl.ALIGN_CENTER, 0, -20) -- 将旋转图标对象居中对齐
local label_WiFiConnecting = lvgl.label_create(Init_scr, nil) -- 创建一个标签对象
lvgl.label_set_recolor(label_WiFiConnecting, true) -- 开启标签的重新上色功能，即当文本内容发生变化时自动更新颜色
lvgl.obj_add_style(label_WiFiConnecting, lvgl.LABEL_PART_MAIN, style_screen_label_main) -- 将样式对象分配给标签对象的main部分
lvgl.label_set_text(label_WiFiConnecting, "WiFi连接中...") -- 设置标签对象的文本内容
lvgl.label_set_align(label_WiFiConnecting, lvgl.LABEL_ALIGN_CENTER) -- 设置标签对象的文本对齐方式为居中对齐
lvgl.obj_align(label_WiFiConnecting, nil, lvgl.ALIGN_CENTER, 0, 46) -- 将标签对象居中对齐
local result, ip_data = sys.waitUntil("WiFi_connected_OK", 5000) -- 等待WiFi连接成功的消息，超时5秒
if result == false then
lvgl.label_set_text(label_WiFiConnecting, "#ff0000 WiFi连接失败!#\n请重启设备,或检查网络") -- 设置标签对象的文本内容（显示WiFi连接失败）
lvgl.label_set_align(label_WiFiConnecting, lvgl.LABEL_ALIGN_CENTER) -- 设置标签对象的文本对齐方式为居中对齐
lvgl.obj_align(label_WiFiConnecting, nil, lvgl.ALIGN_CENTER, 0, 51) -- 将标签对象居中对齐
while true do
sys.wait(1000) -- 循环等待，防止程序继续执行
end
end
lvgl.label_set_text(label_WiFiConnecting, "WiFi连接成功!") -- 设置标签对象的文本内容（显示WiFi连接成功）
lvgl.label_set_align(label_WiFiConnecting, lvgl.LABEL_ALIGN_CENTER) -- 设置标签对象的文本对齐方式为居中对齐
lvgl.obj_align(label_WiFiConnecting, nil, lvgl.ALIGN_CENTER, 0, 51) -- 将标签对象居中对齐
sys.wait(500) -- 等待500毫秒
lvgl.obj_del(label_WiFiConnecting) -- 删除标签对象
lvgl.obj_align(spinner, nil, lvgl.ALIGN_CENTER, 0, 0) -- 将旋转图标对象居中对齐
local label_Init_log = lvgl.label_create(Init_scr, nil) -- 创建一个标签对象
lvgl.label_set_recolor(label_Init_log, true) -- 开启标签的重新上色功能，即当文本内容发生变化时自动更新颜色
lvgl.label_set_align(label_Init_log, lvgl.LABEL_ALIGN_LEFT) -- 设置标签对象的文本对齐方式为左对齐
lvgl.obj_align(label_Init_log, nil, lvgl.ALIGN_IN_TOP_LEFT, 10, 5) -- 将标签对象对齐到屏幕的左上角
local Init_log = "#0000ff 初始化日志: #\nWiFi连接成功!\n" -- 初始化日志信息
lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容
Init_log = Init_log.."IP: "..ip_data.."\n连接MQTT服务器中...\n" -- 更新日志信息
lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容
if sys.waitUntil("mqtt_conack", 10000) == false then
Init_log = Init_log.."#ff0000 连接MQTT服务器失败!\n请重启设备!#\n" -- 更新日志信息（显示MQTT连接失败）
lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容
mqttc:disconnect() -- 断开MQTT连接
mqttc:close() -- 关闭MQTT连接
while true do
sys.wait(1000) -- 循环等待，防止程序继续执行
end
end
Init_log = Init_log.."连接MQTT服务器成功!\n" -- 更新日志信息（显示MQTT连接成功）
lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容
Init_log = Init_log.."NTP时间同步中...\n" -- 更新日志信息
lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容
local result = sys.waitUntil("NTP_OK", 3500) -- 等待NTP时间同步成功的消息，超时3秒
if result then
Init_log = Init_log.."NTP时间同步成功!\n" -- 更新日志信息（显示NTP时间同步成功）
lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容
else
Init_log = Init_log.."NTP时间同步失败!\n" -- 更新日志信息（显示NTP时间同步失败）
lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容
end
Init_log = Init_log.."当前时间: "..(os.date("%Y-%m-%d %H:%M:%S")).."\n" -- 更新日志信息（显示当前时间）
lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容
Init_log = Init_log.."系统初始化完成!\n" -- 更新日志信息（显示系统初始化完成）
lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容
sys.wait(2000)
local alldata_scr = lvgl.obj_create(nil, nil) -- 创建一个屏幕对象用于显示所有数据，没有父对象和样式
lvgl.scr_load(alldata_scr) -- 加载屏幕对象，显示在显示器上
local label_alldata = lvgl.label_create(alldata_scr, nil) -- 创建一个 Label 对象，用于显示所有数据
lvgl.label_set_recolor(label_alldata, true) -- 开启标签的重新上色功能，即当文本内容发生变化时自动更新颜色
lvgl.label_set_align(label_alldata, lvgl.LABEL_ALIGN_LEFT) -- 设置标签的对齐方式为左对齐
lvgl.obj_align(label_alldata, nil, lvgl.ALIGN_IN_TOP_LEFT, 10, 5) -- 将标签对齐到屏幕的左上角，距离左边距 10 像素，上边距 5 像素
lvgl.obj_add_style(label_alldata, lvgl.LABEL_PART_MAIN, style_screen_label_main)-- 将样式对象分配给 label_alldata 标签的 main 部分
local label_time = lvgl.label_create(alldata_scr, nil) -- 创建一个 Label 对象，用于显示当前时间
lvgl.label_set_text(label_time, os.date("%Y-%m-%d").."\n"..os.date("%H:%M:%S"))
lvgl.label_set_align(label_time, lvgl.LABEL_ALIGN_CENTER) -- 设置标签的对齐方式为居中对齐
lvgl.obj_align(label_time, nil, lvgl.ALIGN_IN_TOP_RIGHT, -25, 10)-- 将标签对齐到屏幕的有上角，距离左边距 10 像素，上边距 5 像素
lvgl.obj_add_style(label_time, lvgl.LABEL_PART_MAIN, style_screen_label_main)
lvgl.obj_del(Init_scr)
local chart_scr = lvgl.obj_create(nil, nil) -- 创建一个屏幕对象用于显示图表，没有父对象和样式
local chart = lvgl.chart_create(chart_scr, nil);
lvgl.obj_set_size(chart, 310, 150);
lvgl.obj_align(chart, nil, lvgl.ALIGN_CENTER, 0, 0);
lvgl.chart_set_type(chart, lvgl.CHART_TYPE_LINE); --Show lines and points too*/
lvgl.chart_set_point_count(chart, 20)
lvgl.chart_set_y_range(chart, lvgl.CHART_AXIS_PRIMARY_Y, 0, 100)
local ser1 = lvgl.chart_add_series(chart, lvgl.color_make(0xFF, 0x00, 0x00));
local ser2 = lvgl.chart_add_series(chart, lvgl.color_make(0x00, 0x80, 0x00));
-- 打印内存占用
log.info("mem.lua", rtos.meminfo())
log.info("mem.sys", rtos.meminfo("sys"))
while true do
lvgl.label_set_text(label_alldata, string.format([[#0000ff 环境温度: %.2f°C#
#ff00ff 环境湿度: %.2f%%#
#ff0000 气压: %.2fhPa#
#800080 海拔高度: %.2fm#
#0000ff 超声波测距: %.2fcm#
#ff00ff 远程节点电池电压: %.2fV#
#ff0000 远程节点CPU温度: %.0f°C#
#800080 本地节点CPU温度: %.0f°C#
]],all_data.params.CurrentTemperature,all_data.params.CurrentHumidity,all_data.params.Atmosphere,
all_data.params.Altitude,all_data.params.DetectDistance,all_data.params.CurrentVoltage,
all_data.params.CPUTemperature,local_CPU_T_C)); -- 设置标签文本
lvgl.label_set_text(label_time, os.date("%Y-%m-%d").."\n"..os.date("%H:%M:%S"))
lvgl.chart_set_next(chart, ser1, all_data.params.CurrentTemperature);
lvgl.chart_set_next(chart, ser2, all_data.params.CurrentHumidity);
lvgl.chart_refresh(chart);
if key1_flag then
lvgl.scr_load(chart_scr)
key1_flag = false
end
if key2_flag then
lvgl.scr_load(alldata_scr)
key2_flag = false
end
gpio.toggle(12) --gpio翻转电平
sys.wait(300)
end
end)
sys.taskInit(function() --创建一个线程，500毫秒闪一次LED
gpio.setup(13, 0) -- 设置gpio13为输出,且初始化电平为低,使用硬件默认上下拉配置
gpio.setup(12, 0) -- 设置gpio12为输出,且初始化电平为低,使用硬件默认上下拉配置
while true do
gpio.toggle(13) --gpio翻转电平
sys.wait(500)
end
end)
sys.taskInit(function() --创建一个线程，按键扫描
gpio.setup(18, nil, gpio.PULLUP)
gpio.setup(19, nil, gpio.PULLUP)
while true do
if gpio.get(18) == 0 then
sys.wait(20)
if gpio.get(18) == 0 then
key1_flag = true
end
end
if gpio.get(19) == 0 then
sys.wait(20)
if gpio.get(19) == 0 then
key2_flag = true
end
end
sys.wait(50)
end
end)
--[[
支持的字体 ["sarasa_m8_ascii","sarasa_m10_ascii","sarasa_m12_ascii",
"sarasa_m14_ascii","sarasa_m16_ascii","sarasa_m18_ascii","sarasa_m20_ascii","sarasa_m22_ascii"]
]]
-- 用户代码已结束---------------------------------------------
-- 结尾总是这一句
sys.run()
-- sys.run()之后后面不要加任何语句!!!!!
用到的硬件
用到的硬件模块和购买地址：
- 4G模块：Air700E，https://s.click.taobao.com/gMXE14u
- WiFi模块：ESP32-C3，https://s.click.taobao.com/VU6E14u
- 温湿度传感器：AHT10，https://s.click.taobao.com/0bmD14u
- 气压传感器：BMP180，https://s.click.taobao.com/lj5E14u
- 超声波测距模块：US-100（用串口通信模式），https://s.click.taobao.com/K0o5X3u
- LCD屏幕：1.47寸的ST7789，分辨率172*320，https://s.click.taobao.com/qalD14u
- OLED屏幕：0.96寸的SSD1306，I2C接口，https://s.click.taobao.com/otWD14u
- 电池充放电芯片：IP5306-CK（注意要买CK版本的，普通版本的放电电流太小时会自动关断输出，不适合单片机用），https://s.click.taobao.com/eu85X3u
- 电池：亿纬35V-18650，3500mAh，https://s.click.taobao.com/uUc5X3u
元器件购买推荐立创商城，优惠注册链接：https://activity.szlcsc.com/invite/D03E5B9CEAAE70A4.html
板上所有元器件都可以在立创商城买到，在开源链接里的BOM表那点立即到立创商城下单可将用到的元器件一键导入到购物车。
物联网平台设置说明
首先到阿里云物联网平台新建产品，节点类型选直连设备。
设置功能定义：
接着添加两个设备
修改好脚本中的产品密钥等参数，然后将固件和脚本下载到Air700E中，看看设备能不能正常上线并上传数据。
到 消息转发→云产品流转 那里创建数据源：
点击刚创建的数据源右边的查看，然后添加Topic，第一个选择自定义，第二个选择你创建的产品，第三个选择你的4G节点的设备，第四个选择user/update
创建数据目的地，选择操作选发布到另一个 Topic，产品也是选你上面创建的产品。
创建解析器，然后点击前往编辑，或者点击右边的查看。
关联数据源选你刚刚创建的数据源：
关联数据目的选你刚刚创建的数据目的地
到解析器脚本这里，将deviceName()改成你WiFi节点的设备名，如下图所示。
编辑完后点发布，然后启动即可，接着就会自动把 /ProductKey/DeviceName/user/update 主题的数据转发到 /ProductKey/DeviceName/user/get 主题了。
其他开源项目推荐
- STM32F030C8T6最小系统板和流水灯（原理图和PCB）：https://blog.zeruns.tech/archives/715.html
- 画了个 MSP430F149的最小系统板 开源出来了：https://blog.zeruns.tech/archives/713.html
- 2007年电赛电源题：30到36V可调升压DCDC模块（UC3843）：https://oshwhub.com/zeruns/36v-sheng-ya-dcdc-mo-kuai-uc3842
- STC12C5A60S2最小系统板/51单片机温度显示和温度控制风扇：https://blog.zeruns.tech/archives/721.html
- 移植好U8g2图形库的STM32F407标准库工程模板：https://blog.zeruns.tech/archives/722.html
- 沁恒CH32V307VCT6最小系统板开源：https://blog.zeruns.tech/archives/726.html
- LM25118自动升降压可调DCDC电源模块：https://blog.zeruns.tech/archives/727.html
- EG1164大功率同步整流升压模块开源，最高效率97%：https://blog.zeruns.tech/archives/730.html
推荐文章
- 高性价比和便宜的VPS/云服务器推荐: https://blog.zeruns.tech/archives/383.html
- 我的世界服务器搭建教程：https://blog.zeruns.tech/tag/mc/
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- 香橙派 Orange Pi 3B（RK3566）开发板 开箱测评：https://blog.zeruns.tech/archives/729.html
- 给自己电脑升级了一下，换了显卡，盈通RTX3070：https://blog.zeruns.tech/archives/746.html
文章来源:https://blog.csdn.net/u012513463/article/details/135222255
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