丨實戰(zhàn)準備如何搭建硬件開發(fā)環(huán)境

4可以基于環(huán)境溫濕度和土壤濕度自動澆水的澆花器它們分別對應了實戰(zhàn)篇的第17～20講的內容。為了能讓控制電燈，我們首先要讓電燈接入網絡。在第2講中，我們介紹了很種通信技術，智能家居場景下常用的有Wi-Fi、BLE和ZigBee等。那么智能電燈應該選擇哪從功耗來看，智能電燈是直接連接電線的，不需要電池供電，所以低功耗的BLEZigBee技術不是必須的選擇，功耗相對較高的Wi-Fi也可以考慮從普及度和易用性的角度分析，如果使用BLE，設備與的交互確實會非常方便。但是BLE和ZigBee的設備都有一個缺點，就是需要搭配專有的網關才能連接互聯(lián)網，這在部署和使用的時候都比較麻煩。所以，我們選擇Wi-Fi作為智能電燈的通信方式。確定使用Wi-Fi之后，我們又該怎么選開發(fā)板呢？（你可能也關心選擇哪一款。不我推薦選擇開源硬件的開發(fā)板，有兩個原因。第一，硬件、軟件的各種技術實現(xiàn)是公開的，方便分析問題，也方便后期轉化為量產的產品；第二，有社區(qū)氛圍，使用的人比較多，大家可以針對具體的問題進行交流。比如 NodeMCU就是一個不錯的選擇?；贓SP8266的版本，F(xiàn)lash空4MB，自帶Wi-Fi功能，而且價格便宜，在國內外都非常流行。（這里順帶說一ESP8266是國內企業(yè)的產品，國內企業(yè)在Wi-Fi和BLE上的優(yōu)勢真的是越來越明那么，開發(fā)語言用哪一種比較好呢？我計劃使用Python。你可能會覺得奇怪：嗯？為什么不用C語言？主要原因是，我不希望開發(fā)語言成為實戰(zhàn)項目的。先不說C語言本身的難度，光是它相比之下，使用比較簡單的Python語言，開發(fā)和調試都會非常方便。當然，選擇還有別的好處，你在后面的實戰(zhàn)過程中可以逐漸感受到如果你是嵌入式開發(fā)的高手，對C語言了然于胸，可以信手拈來，那你也可以基于我介紹的步驟，用C語言，甚至其他的語言來實踐項目的編程（期待你的）。語言是一個工當然，我也建議你不要排斥這次使用Python的機會。一方面，這次嘗試可以拓展你的技術視野；另一方面，掌握Python對你寫、做數(shù)據(jù)分析和寫也非常有幫助，可以不過，你可能還是不放心：嵌入式硬件的計算資源都非常有限，在開發(fā)板上面運行代碼可行嗎這確實是一個，好 項目已經提供了解決方案MicroPython是專門為嵌入式系統(tǒng)打造的Python實現(xiàn)。它完整實現(xiàn)了Python3.4的語言特性，部分支持Python3.5的特性。在標準庫方面，MicroPython實現(xiàn)了Python語言MicroPython接下來，我們就來把MicroPython部署到NodeMCU開發(fā)板上，準備好開發(fā)環(huán)第一步：準備首先，我們需要為NodeMCU準備好MicroPython固件文件。MicroPython已經為ESP8266準備了現(xiàn)成的固件，省去了交叉編譯的工作。否則，我們還需要在電腦上使用專門的編譯軟件，為ESP8266編譯MicroPython源代碼。MicroPython的固件分為2M、1M和512K三個不同的版本，針對不同大小的Flash存儲空間。我們的2M穩(wěn)定版本（帶stable的）就行，因為NodeMCU開發(fā)板的Flash空間是足夠的。第二步：安裝然后，我們使用一根USB據(jù)線，將NodeMCU發(fā)板和電腦連接起來。接著，我們在電腦終端運行下面令，安裝用來燒錄的工具esptool：代代1pipinstallesptool安裝完成后，你可以運行esptool.pyread_mac命令，確認NodeMCU板子是如果連接不成功，或者沒有正確識別設備，屏幕上則會出現(xiàn)下面的結這時候怎么辦呢首先，檢查一下你使用的USB線能否傳輸數(shù)據(jù)。不是說笑，我就犯過這個低級錯誤?，F(xiàn)在很多電子產品會隨帶USB充電線，但是為了節(jié)約成本，有些USB線內部實際上并沒有集另外，注意我們使用的數(shù)據(jù)線，一頭是USB-A接口，另一頭是Micro-USB接口。USB的 如果USB沒有問題，那可能是電腦沒有正確識別開發(fā)板，我們需要檢查一下驅動文件有如果你跟我一樣，用的是macOS統(tǒng)，可以在電腦的終端上輸入lsdev/cu*命令，查看是否有類似/dev/cu.wchusbserialxxxxx名字的設備文件。如果你使用Windows系統(tǒng)，那么需要查看一下“設備管理器”，看看“端口（COMLPT）”下面，有沒有COM*結尾的設備如果沒有，你可以參考這篇文章，相應的驅動文件安裝。（注意，我的開發(fā)板使用的是CH340這款USB轉串口。如果是CP2102，可以參考這文當你在終端看到類似下面的結果，或者在Windows的設備管理器中看到COM*設備時，如果仍然無法正確識別，你可以到一些去交流，比如安信可的第三步：燒錄接下來我們燒錄固件。在這之前，我們需要先輸入下面命令，擦除Flash代代#esptool.py--port/dev/cu.wchusbserial14230擦除成功后，我們進入前面固件的 中，運行下面令，將固件文件燒錄到開發(fā)板的Flash中：#注意設備名稱替換為你電腦上的名稱，固件文件名稱做類似esptool.py--port/dev/cu.wchusbserial14230--baud460800write_flash--燒錄成功后，MicroPython已經在你的開發(fā)板上運行起來第四步：確認但是開發(fā)板跟電腦不一樣，是沒有顯示屏的，我們要怎么確認它的運行狀態(tài)有一種非常簡便的方法，你可以用電腦或者搜索一下周圍的Wi-Fi熱點，如果看到類似“MicroPython-xxxxxx”名稱的熱點（xxxxxx是開發(fā)板MAC地址后半部分），說明你的NodeMCU工作正常。比如我的開發(fā)板MAC地址是“40:f5:20:07:3b:52”，現(xiàn)在我當然，對于Python來說，更方便的交互方式還是REPL（交互式解釋器），這MicroPython也提供了。我們可以通過REPL來檢驗開發(fā)板的運行我們還是使用燒錄時用到的USB接開發(fā)板和電腦。在MacOS腦上，重新連接開發(fā)1ls 需要注意的是，波特率（Baudrate）設置為115200，這與前面燒錄時選擇的值不如果你使用Windows操作系統(tǒng)，那么 PuTTY更加流行。當然，建立連接的參數(shù)設置成功連接后，SecureCRT的窗口會輸出類似下面的結看到熟悉的符號“>>>”，我們就知道，可以真正進行交互第五步：體驗先用 oWorld”來個經典的打招呼吧接著，我們體驗一下MicroPythonLED。因為開發(fā)板NodeMCU12F管腳接有一個LED燈，你可以輸入下面的代碼，控制它的點亮和熄滅123456>>>oWorldfromoWorldfrom>>>import>>>pin=machine.Pin(2,>>>>>>需要注意的是，不同的板子上，這個管腳的高低電平的設計可能不同，所以pin.on(可能是熄滅LED燈；pin.off()反而是點亮LED燈。那么，能不能運行一個Python碼文件呢？比如，基于在REPL嘗試的點亮LED我們寫一個代碼段9#等待2#控制LED狀#等待2#切換LED這段代碼實現(xiàn)的功能是，控制LED以2的間隔，不斷點亮、熄滅。為了在電路板上運行這個Python代碼，我們需要做兩件事情：將代碼段保存到一個文件中，這個文件的名字必須 main.py將代碼文件main.py放到開發(fā)板的文件系統(tǒng)中，而且是 這樣，當開發(fā)板啟動或者重啟的時候，就會自動執(zhí)行main.py文件中的代碼。MicroPython的提供了一個工具 pyboard.py，它也是基于串口連接與開發(fā)板通pyboard.py的源文件到電腦后，你可以運行下面令，將main.py文件部署到你#設置環(huán)境變量export33456#下的main.py./pyboard.pycpmain.py不過，pyboard.pyMacOS上運行有問題。比如，在電腦終端，嘗試運行下面令，就會收到“couldnotenterrawrepl”這個錯誤信息。1./pyboard.py-fls這可能是MacOS上的串口CH340的驅動的問題，它會在建立串口連接時，重置NodeMCU導致enter_raw_repl數(shù)無法正常執(zhí)行。如果你只能在MacOS開發(fā)， AdaFruitMicroPythontool——安裝過程可以打開了解，我就不展開了。一般情況下，你可以用下面令完成安裝pipinstalladafruit-#---或者pip3installadafruit-ampy是通過增加延時的方法，來規(guī)避MacOS系統(tǒng)上的問題的。所以在使用的時候，我們需要先設置一個環(huán)境變量——AMPY_DELAY。延時的推薦值是0.5，不過，具體實踐1export我們可以在終端中輸入上面的指令，也可以將它加入到.bashrc或.zshrc等配置文件中，使用ampy的過，常用的環(huán)境變量還有下面兩個，可以根據(jù)具體情況設置代代12345exportexport然后，輸入下面令，就把代碼部署到開發(fā)板上了1ampyput在這一講中，我?guī)愦罱酥悄茈姛舻挠布_發(fā)環(huán)在通信技術方面，我從通信速率、功耗、普及度和易用性等角度考慮，最終選擇了Wi-的是NodeMCUESP8266，它在Flash空間、通信技術和價格方面有一定優(yōu)勢。為了降低動手實踐的難度，我們選擇了Python發(fā)語言。而MicroPython我們提供了在NodeMCU上使用Python語言的條件。在搭建MicroPython開發(fā)環(huán)境的過，我們需要使用esptool工具。通過USB線連接NodeMCU，你可以將固件燒錄到開發(fā)板的Flash中。這個選擇思路和搭建過程不僅適用于智能電燈，也適用于自動澆花器，它們的開發(fā)環(huán)境是一樣的。至于智能音箱，使用的開發(fā)板是樹莓派，我在第15講已經介紹過使用方法了，所以你也不需要擔心。這一講是實戰(zhàn)篇的第一講，所以最后給你留一個需要動手的問題MicroPython是專門為嵌入式開發(fā)設計、實現(xiàn)的Python語言開發(fā)環(huán)境。在這一講中，我們通過GPIO的輸出，實現(xiàn)了LED燈的控制。你能否實現(xiàn)一個GPIO的輸入功能，并且通過這個輸入信號，控制LED燈的點亮和熄滅？希望你能留言區(qū)和我交流，也歡迎你將本講給你的朋友一起學習討論 歸科技所有 不得售賣。頁面已增加防盜追蹤，將依 上一 15|平臺：智能家居開源平臺的生態(tài)是怎樣的下一 17|控制：怎樣打造聯(lián)網的智能電燈言精選留言言esptool--portCOM3esptool--portCOM3--baud4608