【TinkerNode NB-IoT 物联网开发板】WiFi物联网窗帘

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项目背景

项目照片

▼  WiFi窗帘控制器

▼  安装位置和使用效果图

项目的主要目的：

①熟悉阿里云IoT平台的使用方法
②熟悉TinkerNode的基本功能

项目视频

为了方便大家进行学习，我们为大家提供了视频版本的项目教程，会在近期更新。

元器件清单

项目逻辑

在开始制作前，我用流程图梳理了一下设备控制流程。如下图所示，大家可以参考一下，方便大家了解项目和代码的制作逻辑。

在项目中，我创建了一个用于储存步进电机步数的变量，以下降的最低点为0点，以确定窗帘的实时位置。

另外，我还使用了红外传感器监测窗帘的下边沿，以确定窗帘下降的最低点位置，并在每次下降到最低点时，都进行0点校准，保证窗帘不会因为电机丢步和结构打滑导致控制失准的情况。

1.项目相关功能介绍

首先，我们先来了解一下本次项目中使用到TinkerNode的功能。

I/O口

TinkerNode带有5个数字口D0~D4和2个模拟口A0~A1，以及SCL，SDA，MISO，MOSI，SCK，TXD，RXD接口均可作为通用IO进行调用。需要注意的是，除了D0~D4外的IO口在作为通用IO调用时，只能使用物理管脚号进行调用。与Arduino不同的是，这些IO口均具有PWM功能。

模拟输入

TinkerNode带有两个模拟口A0 & A1，ADC位数为12位，分辨率为1/4096。另外，两个模拟口A0 & A1作为通用IO调用时，仅能作为输入，不能作为输出。

2.阿里云平台配置

与入门教程相同，我们首先需要在阿里云平台中新建一个项目，然后为项目创建产品和设备，配置产品自定义功能（物模型）。

在物联网平台的页面左侧，选择IoT Studio -> 项目管理，点击新建项目，新建一个空白项目，项目名称为“物联网窗帘”，如下图所示。

创建完成后，我们会进入“物联网窗帘”项目的管理页面，如下图所示。

新建产品

在项目管理页面左侧的功能栏点击产品，在弹出的产品页面中选择新建产品，如下图所示。

完成后点击保存，此时已经在项目下创建了一个名为“WiFi物联网窗帘”的新产品。

功能定义

接下来，我们需要为产品添加功能，也叫作定义产品的“物模型”，物模型创建的过程就是通过协议描述产品的功能，定义产品有几组传感器数据，有什么控制功能，数据的类型是什么。

点击“WiFi物联网窗帘”产品后的查看，进入该产品的管理页面，如下图所示。

选择功能定义 -> 自定义功能 -> 添加自定义功能 ，如下图所示。

在“WiFi物联网窗帘”产品中，我们需要控制窗帘的上升、下降、暂停和复位，共四种控制方式。所以我们将数据类型定义为int32（整数型），标识符设定为“Curtain_Control”取值范围设定为0~3，步长为1，对应了四种控制方式。这样我们就可以通过阿里云平台，向控制设备发送指令。功能定义配置如下图所示：

新增设备

完成了产品的功能定义之后，接下来我们为产品建立一个设备，这样我们就可以将由TinkerNode搭建的窗帘控制设备连接到阿里云平台，从而实现云端控制了。

在项目管理页面左侧的功能栏点击设备，在弹出的设备页面中选择新增设备，如下图所示。

弹出的窗口中，产品选择“WiFi物联网窗帘”，添加方式选择自动生成，设备数量填写1，点击提交，创建完成后如下图所示。

3.硬件相关配置

结构安装

项目中使用的外壳结构均为激光切割件，大家可以在附件中自行下载，进行切割。

项目中还使用了一个3D打印的联轴器，可以

硬件连接

代码调试

下载附件中的库文件，安装至Aruidno IDE中。点击查看如何安装库文件？
下载附件NB_WiFiCurtain.ino，打开项目代码，修改代码中对应的参数。

①WiFi名称和密码的设置
将设备所需要连接的WiFi名称和密码，填写在代码中WiFi_SSID和WiFi_PASSWORD变量值的双引号内，即下列代码所示：

//设置WIFI 名称和密码
const char* WIFI_SSID = "YOUR_WIFI_SSID";
const char* WIFI_PASSWORD = "YOUR_WIFI_PASSWORD";

②阿里云相关配置
我们需要根据阿里云平台的配置信息，在项目代码中做对应的修改。

在设备页面查看设备证书信息，填写在代码中对应位置。

//配置证书信息
  

   
String ProductKey = "Your_Product_Key";
String ClientId = "12345";
String DeviceName = "Your_Device_Name";
String DeviceSecret = "Your_Device_Secret";
  

在产品页面查看产品的功能标识符，填写在代码中对应位置。

//配置产品标识符
String Identifier = "Your_Identifier";

在设备管理页面，查看物模型Tpoic信息，填写在代码中对应位置。物模型Topic是阿里云平台自动生成的，服务端和设备端通过Topic来实现消息通信。

//需要发布和订阅的Topic
const char * subTopic = "Your_sub_Topic";//****set
const char * pubTopic = "Your_pub_Topic";//******post

③上升步数配置
通过代码中设定上升步数，可以调整窗帘上升的最高点，大家可以自行调试确定合适的最高点参数，该行代码的位置如下图所示。

#define LOCATION_UPPER_STOP 41300 //定义上升步数

④红外传感器检测距离调整
项目所使用的红外传感器可以通过旋转传感器上的螺丝，调整传感器的检测距离，如下图所示。

全部配置完成后，将代码上传至TinkerNode主控板。待代码上传完成后，就可以通过遥控器或者阿里云平台对窗帘控制器进行控制了。

云平台调试

待代码上传完成后，进入物联网窗帘设备页面，可以看到设备已经是在线状态，点击查看，进入该设备的管理页面，如下图所示。

进入设备页面后，点击在线调试，选择调试真实设备 - > 属性调试，调试功能选择我们设置的自定义功能“窗帘控制（Cutrain_Control）”，方法选择“设置”，如下图所示。

接下来我们就可以在属性调试栏中，对设备进行远程控制了。修改该属性调试栏中的参数，即可对设备进行控制，从而代替遥控器的功能。

代码中对应的操作参数可以参考下表，点击发送指令即可实现对应的控制功能。

4.可视化页面制作

使用了一段时间之后，我发现每天在我凌乱的桌子上找遥控器是一件十分痛苦的事情，所以我决定为这个项目增加一个可视化控制页面。
点击主页，新建一个Web应用。

名称填写“窗帘控制界面”，点击确认，进入可视化开发界面。
在右侧菜单栏选择组件，拖出四个按钮组件到画布上。

在左侧的配置栏，将四个按钮的名字修改为暂停、上升、下降和复位，如下图所示。

点击其中一个按钮，在左侧的配置栏选择交互，点击新增交互，如下图所示。

事件选择“点击”，动作选择“设置设备属性”，如下图所示。

点击配置设备，选择对应的产品、设备以及属性（自定义功能），根据按钮的控制功能，填写对应的自定义功能参数，例如下图，我们配置的是“暂停”按钮，设置值的位置就填写“0”。

四个按钮全部配置完成后，点击右上角的发布就可以使用可视化页面，控制窗帘了。

Ps：如果想要其他人使用你的可视化控制页面，需要将项目的域名绑定到一个外部域名。具体的方法可以在阿里云平台上查看。

项目拓展

大家做完项目之后，可以尝试在项目的基础上做一些小拓展，比如可以尝试将代码中的“窗帘位置变量”上传到云平台，并且尝试在可视化页面中体现出来，这样就可以在云平台上实时的查看窗帘的高度了。