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基于 RT-Thread 的“數碼小精靈”設計與實現是怎樣的，針對這個問題，這篇文章詳細介紹了相對應的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。
一、概述
本設計為基于 RT-Thread 的“數碼小精靈”設計，硬件采用了以 BK7252 為主控芯片的麻雀一號開發板開發。BK7252 , 是一款高性能 WiFi 模塊，采用高集成的無線射頻芯片，內部集成 2.4GHz Wi-Fi 1T1R 先進技術，支持攝像頭圖像輸出，擁有最佳的功耗性能、射頻性能、穩定性、通用性和可靠性，適用于各種應用和不同產品需求。模塊內部擁有 512KB 內嵌 RAM 和 4Mbyte Flash 空間，CPU 主頻高達 180Mhz。
本設計在此基礎上主要實現了以下功能，包括天氣和疫情數據更新顯示、MP3 音樂播放器以及數碼拍照相機的功能。其中 MP3 播放器具有音量調節，播放/停止控制和歌曲切換的功能；數碼相機將拍照圖片進行 LCD 屏顯示，同 時具有 SD 卡存儲和 OneNet 云平臺存儲功能。該產品可以充當家庭數碼助理的角色，因此取名“數碼小精靈”。同時本作品完成的過程中參考了部分網絡資料和網友的思路，在此一并表示感謝。
二、RT-Thread 使用情況概述
本設計基于麻雀一號開發板 SDK 進行開發，其 RT-Thread 為 3.1.0 版本。
圖 1 RT-Thread 版本
在 RT-Thread 系統上的設備注冊列表，其中主要使用了 rtc，sd0，w0，sound，uart1 等設備。使用到的 RT-Thread 組件包括了 FinSH 控制臺，虛擬文件系統，POSIX 接口。在軟件包上面涉及到網絡工具及 NetUtils，WebClient,cJSON，EasyFlash，rt_ota，TJpgDec，Player 等。
圖2設備注冊列表
三、硬件框架
麻雀一號開發板外設資源豐富，但資源相當豐富，集成 WiFi、BLE、攝像頭、音頻揚聲器、MIC 錄音、TF 卡座、五向按鍵、還有一個 1.44 寸的 LCD 屏，使用常見的 TypeC 接口作為供電和調試串口，預留支持鋰電池供電接口。
本設計的人機交互部分主要利用了開發板的五向按鍵和 LCD 顯示屏，其中按鍵用于功能選擇，數據刷新以及音樂播放控制功能。
普通模式下：“ ←”： 音樂播放 、“?”：天氣和疫情數據刷新 、 “→”：相機拍照
音樂播放模式下：“↑”：音量加 、“↓”：音量減 、“←”：下一曲 、“?”：停止播放
四、軟件框架說明
五、軟件模塊說明
1. 設備聯網
設備聯網主要使用到了 RT-Thread 組件中的 wlan 驅動程序實現，上電初始化完成后在主程序中查詢 wlan 無線設備，并根據用戶配置的 SSID 和PASSWORD 進行 WIFI 網絡的連接。該部分的具體代碼實現如下所示：
1static int iot_station_connect(char *ssid, char *passwd) {
2rt_err_t result = RT_EOK;
3struct rt_wlan_info info;
4struct rt_wlan_device *wlan;
5rt_tick_t tick = 0;
6wlan = (struct rt_wlan_device *)rt_device_find(WIFI_DEVICE_STA
7_NAME);
8if (!wlan)
9{
10rt_kprintf("no wlan:%s device\n", WIFI_DEVICE_STA_NAME);
11return -1; }
12result = rt_wlan_init(wlan, WIFI_STATION);
13rt_wlan_register_event_handler(wlan, WIFI_EVT_STA_CONNECTED, i
14ot_wlan_sta_connected_event);
15rt_wlan_register_event_handler(wlan, WIFI_EVT_STA_DISCONNECTED
16, iot_wlan_sta_disconnected_event);
17rt_wlan_info_init(&info, WIFI_STATION, SECURITY_WPA2_AES_PSK,
18ssid);
19result = rt_wlan_connect(wlan, &info, passwd);
20rt_wlan_info_deinit(&info);
21return result;
22}
2. NTP 網絡時間同步
1{
2time_t cur_time = ntp_sync_to_rtc();
3if (cur_time)
4{
5rt_kprintf("Get local time from NTP server: %s", ctime((const t
6ime_t*) &cur_time));
7rt_kprintf("The system time is updated. Timezone is %d.\n", NTP
8_TIMEZONE);
9} }
10static rt_thread_t tid1 = RT_NULL;
11static void ntcthread1_entry(void * parameter) {
12while ((1))
13{
14time_t cur_time = ntp_sync_to_rtc();
15if (cur_time)
16{
17rt_kprintf("Get local time from NTP server: %s", ctime((const tim
18e_t *) &cur_time));
19rt_kprintf("The system time is updated. Timezone is %d.\n", NTP_T
20IMEZONE);
21break; }
22else
23{
24rt_thread_mdelay(1000);
25} } }
26void NTCThreadInit(void) {
27if (tid1 != RT_NULL)
28{
29rt_kprintf("ntc thread still run\n");
30return; }
31rt_kprintf("NTC thread init\n");
32tid1 = rt_thread_create("NTC",
33ntcthread1_entry, RT_NULL,
34THREAD_STACK_SIZE,
35THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
36if (tid1 != RT_NULL)
37rt_thread_startup(tid1);
38}
該部分主要是利用了 webclient 工具包的功能，通過調用天氣和疫情數據API 接口獲取相關 Json 數據，并利用 CJson 工具包進行返回 Json 數據的解析。最后通過 LCD 進行數據顯示。相關代碼如下：
1#define GET_URI "http://www.weather.com.cn/data/sk/%s.html" //
2獲取天氣的 API
3#define GET_FY2020_URI "http://www.dzyong.top:3005/yiqing/total" //疫情
4數據 API
5void get_weather(int argc, char **argv) {
6rt_uint8_t *buffer = RT_NULL;
7int resp_status;
8struct webclient_session *session = RT_NULL;
9char *weather_url = RT_NULL;
10int content_length = -1, bytes_read = 0;
11int content_pos = 0;
12char *city_name = rt_calloc(1,255);
13/* 為 weather_url 分配空間 */
14weather_url = rt_calloc(1, GET_URL_LEN_MAX);
15if (weather_url == RT_NULL)
16{
17rt_kprintf("No memory for weather_url!\n");
18goto __exit;
19}
20if(argc == 1) {
21strcpy(city_name, AREA_ID);
22}
23else if (argc == 2) {
24strcpy(city_name, argv[1]);
25}
26/* 拼接 GET 網址 */
27rt_snprintf(weather_url, GET_URL_LEN_MAX, GET_URI, city_name);
28/* 創建會話并且設置響應的大小 */
29session = webclient_session_create(GET_HEADER_BUFSZ);
30if (session == RT_NULL)
31{
32rt_kprintf("No memory for get header!\n");
33goto __exit;
34}
35/* 發送 GET 請求使用默認的頭部 */
36if ((resp_status = webclient_get(session, weather_url)) != 200) {
37rt_kprintf("webclient GET request failed, response(%d) error.\n", resp_
38status);
39goto __exit;
40}
41/* 分配用于存放接收數據的緩沖 */
42buffer = rt_calloc(1, GET_RESP_BUFSZ);
43if (buffer == RT_NULL)
44{
45rt_kprintf("No memory for data receive buffer!\n");
46goto __exit;
47}
48content_length = webclient_content_length_get(session);
49if (content_length < 0) {
50/* 返回的數據是分塊傳輸的. */
51do
52{
53bytes_read = webclient_read(session, buffer, GET_RESP_BUFSZ);
54if (bytes_read <= 0) {
55break; } }while (1); }
56else
57{
58do
59{
60bytes_read = webclient_read(session, buffer,
61content_length - content_pos > GET_RESP
62_BUFSZ ?
63GET_RESP_BUFSZ : content_length - conte
64nt_pos);
65if (bytes_read <= 0) {
66break; }
67content_pos += bytes_read;
68}while (content_pos < content_length);
69}
70/* 天氣數據解析 */
71weather_data_parse(buffer);
72__exit:
73/* 釋放網址空間 */
74if (weather_url != RT_NULL)
75rt_free(weather_url);
76/* 關閉會話 */
77if (session != RT_NULL)
78webclient_close(session);
79/* 釋放緩沖區空間 */
80if (buffer != RT_NULL)
81rt_free(buffer);
82if(city_name != RT_NULL)
83rt_free(city_name);
84}
85/* 天氣數據解析 */
86void weather_data_parse(rt_uint8_t *data) {
87uint8_t temp[100];
88cJSON *root = RT_NULL, *object = RT_NULL, *item = RT_NULL;
89root = cJSON_Parse((const char *)data);
90if (!root)
91{
92rt_kprintf("No memory for cJSON root!\n");
93return; }
94object = cJSON_GetObjectItem(root, "weatherinfo");
95item = cJSON_GetObjectItem(object, "city");
96rt_kprintf("\ncity :%s ", item->valuestring);
97lcd_clear(BLACK);
98item = cJSON_GetObjectItem(object, "temp");
99rt_kprintf("\ntemp :%s ", item->valuestring);
100rt_sprintf(temp,"溫度: %s",item->valuestring);
101lcd_disp_str_en_ch(0,20,temp,BLACK,WHITE);
102item = cJSON_GetObjectItem(object, "WD");
103rt_kprintf("\nwd :%s ", item->valuestring);
104item = cJSON_GetObjectItem(object, "WS");
105rt_kprintf("\nws :%s ", item->valuestring);
106item = cJSON_GetObjectItem(object, "SD");
107rt_kprintf("\nsd :%s ", item->valuestring);
108rt_sprintf(temp,"濕度: %s",item->valuestring);
109lcd_disp_str_en_ch(0,40,temp,BLACK,WHITE);
110item = cJSON_GetObjectItem(object, "time");
111rt_kprintf("\ntime :%s \n", item->valuestring);
112item = cJSON_GetObjectItem(object, "AP");
113rt_kprintf("\nap :%s ", item->valuestring);
114rt_sprintf(temp,"氣壓: %s",item->valuestring);
115lcd_disp_str_en_ch(0,60,temp,BLACK,WHITE);
116item = cJSON_GetObjectItem(object, "WSE");
117rt_kprintf("\nwse :%s ", item->valuestring);
118rt_sprintf(temp,"風力: %s",item->valuestring);
119lcd_disp_str_en_ch(0,80,temp,BLACK,WHITE);
120if (root != RT_NULL)
121cJSON_Delete(root);
122}
123/* 疫情數據解析 */
124void fy2020_data_parse(rt_uint8_t *data) {
125uint8_t temp[100];
126cJSON *root = RT_NULL, *object = RT_NULL, *item = RT_NULL;
127root = cJSON_Parse((const char *)data);
128if (!root)
129{
130rt_kprintf("No memory for cJSON root!\n");
131return; }
1324. 音樂播放模塊
133該部分的功能主要通過使用 player 軟件包的接口函數實現，包括音樂播
134放，停止，歌曲切換以及音量控制等功能。該部分的部分代碼如下圖所示：
135cJSON *dataArray = cJSON_GetObjectItem(root,"data"); //取數組
136int arraySize = cJSON_GetArraySize(dataArray); //取數組大小
137cJSON *dataList = dataArray->child;
138while(dataList != RT_NULL)
139{
140rt_kprintf("\ndiagnosed :%d \n", cJSON_GetObjectItem(dataList,"diagn
141osed")->valueint);
142rt_kprintf("\ndeath :%d \n", cJSON_GetObjectItem(dataList,"death")->
143valueint);
144rt_kprintf("\ncured :%d \n", cJSON_GetObjectItem(dataList,"cured")->
145valueint);
146rt_kprintf("\ndate :%s \n", cJSON_GetObjectItem(dataList,"date")->va
147luestring);
148//LCD 屏打印信息
149rt_sprintf(temp,"累計確
150診: %d",cJSON_GetObjectItem(dataList,"diagnosed")->valueint);
151lcd_disp_str_en_ch(0,120,temp,BLACK,WHITE);
152rt_sprintf(temp,"累計死
153亡: %d",cJSON_GetObjectItem(dataList,"death")->valueint);
154lcd_disp_str_en_ch(0,140,temp,BLACK,WHITE);
155rt_sprintf(temp,"累計治
156愈: %d",cJSON_GetObjectItem(dataList,"cured")->valueint);
157lcd_disp_str_en_ch(0,160,temp,BLACK,WHITE);
158rt_sprintf(temp,"更新時
159間: %s",cJSON_GetObjectItem(dataList,"date")->valuestring);
160lcd_disp_str_en_ch(0,180,temp,BLACK,WHITE);
161dataList = dataList->next;
162}
4. 音樂播放模塊
1LCDShowMusic();
2rt_sprintf(music,"/sd/music/%d.mp3",count);
3rt_kprintf(" key left is press ...\r\n");
4rt_kprintf("//////////////////////////// player_play \n");
5player_stop();
6player_set_uri(music);
7player_play();
8player_status = 1;
9count++;
10if(count >= 8)
11count = 0;
12rt_kprintf("//////////////////////////// player_play end \n");
該部分主要通過 IPC 事件獲取相機采集圖像數據，并將采集到的圖像數據經過 TJpgDec 軟件包進行解碼后在 LCD 進行顯示，同時會將相機數據通過寫文件的形式存儲到 SD 卡，通過 HTTP 協議推送到 OneNet 云平臺。
1void take_photo(void) //手動拍照
2{
3//創建攝像頭接收一幀圖片的事件
4session.event = rt_event_create("vt_event", RT_IPC_FLAG_FIFO);
5camera_start(); //開啟攝像頭傳輸照片
6tvideo_capture(1);
7rt_event_recv(session.event, SEND_FRAME_EVENT, RT_EVENT_FLAG_OR | RT_EVE
8NT_FLAG_CLEAR, RT_WAITING_FOREVER, RT_NULL);
9int fd, res;
10time_t cur_time;
11struct tm *cur_tm;
12char time_now[50]; //保存文件到 sd 卡指定路徑
13/* output current time */
14cur_time = time(RT_NULL);
15cur_tm = localtime(&cur_time);
16rt_sprintf(time_now, "%04d-%02d-%02d-%02d-%02d-%02d",cur_tm->tm_year + 19
1700, cur_tm->tm_mon + 1, cur_tm->tm_mday, cur_tm->tm_hour, cur_tm->tm_min, cur
18_tm->tm_sec);
19rt_sprintf(file_name, "/sd/images/%s.jpg", time_now);
20rt_kprintf("name = %s \n", file_name);
21fd = open(file_name, O_WRONLY | O_CREAT);
22if (fd >= 0) {
23write(fd, session.buf, session.total_len);
24close(fd);
25rt_kprintf("save %s ok!!!\n", file_name);
26res = Decode_Jpg(file_name);
27rt_kprintf("res = %d\n", res);
28}
29else
30{
31rt_kprintf("save pic failed!!!\n");
32}
33//拍照數據上傳
34webclient_post_pic(session.buf, session.total_len);
35tvideo_capture(0);
36}
37MSH_CMD_EXPORT(take_photo,take_photo);關于基于 RT-Thread 的“數碼小精靈”設計與實現是怎樣的問題的解答就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒有解開，可以關注億速云行業資訊頻道了解更多相關知識。
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