快速实现自定义物联网系统的原型开发 —— 瑞萨快速接入式物联网测评

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开场

物联网 (IoT) 领域目前发展迅猛，唯一制约其发展的因素是系统设计人员的创造力。 然而，开发有关 MCU、通信连接和传感器的自定义解决方案通常比预期要困难得多。 硬件的兼容性问题迫使我们使用跳线对硬件进行改装，有时需要设计全新的转换电路板，而要实现软件的便捷性，往往会增加工作量，提高转换的难度。瑞萨的快速接入式物联网旨在通过提供标准的硬件和软件构建模块来解决这些问题，从而快速实现物联网系统的原型开发。

接下来就由我从一个实际的应用案例出发，带大家更直观地了解一下瑞萨的快速接入式物联网的开发优势。

平台介绍

主控选用了搭载了R7FA6M4AF3CFB的EK-RA6M4开发板，不论MCU内部还是板载资源都非常丰富。开发板自带JLINK调试芯片方便程序调试。两个TYPE 3A的Pmod™接口可以用来连接传感器和通讯模块。

传感器选用了一个温湿度传感器模块US082-HS3001EVZ，一个TVOC 和室内空气质量传感器模块US082-ZMOD4410EVZ。需要注意的是传感器板使用的是TYPE 6A标准的Pmod™接口，需要使用2A/3A至6A型 Pmod™ 转换板US082-INTERPEVZ进行转接，而传感器之间可以直接进行接插串联。

无线通讯模块选用了一块低功耗WIFI+蓝牙模块US159-DA16600EVZ，模块使用TYPE 3A的Pmod™接口可以直接与开发板进行连接。

开发环境

IDE软件使用的是目前最新的e2 studio: 2022-07版本，编译工具链使用GCC Compiler: 10.3-2021.10版本，灵活配置软件包使用了目前最新的FSP 4.0.0版本。

可以在瑞萨官网上下载e2studio软件，编译工具链和FSP可以在安装软件时选择下载安装。

器件选择我们使用的RA系列。

编译工具链选择GCC Compiler: 10.3-2021.10。

灵活配置软件包选择FSP 4.0.0版本。

待所有软件都安装完成后即可进入e2studio，添加安装好的GCC ARM 编译工具链。

至此，开发环境安装告一段落。

WIFI、蓝牙模块固件烧写

US159-DA16600EVZ模块出厂默认自带v3.2.4.0版本固件，这里我们需要的是带有AT指令的固件，固件可以在DA16600MOD产品页的软件下载中找到。

根据DA16200 DA16600 FreeRTOS Getting Start指导手册中的固件升级描述，使用串口连接模块串口1进行固件下载。

硬件连接

整个方案的硬件连接十分简单。

使用Micro-USB线连接J-Link调试口同时给开发板供电。

温湿度传感器和空气质量传感器之间串接使用转接板连接开发板一侧的Pmod™接口。

WIFI、蓝牙模块直接接插在开发板的另一侧的Pmod™接口。

程序开发、调试

使用e2studio新建一个空白的RA C/C++工程。

选择MCU型号、编译工具链及J-Link调试工具。

使用FSP灵活配置软件包配置我们所需的外设支持软件，这里我们使用到了1个串口用于WIFI、蓝牙模块的通讯，1个共用的I2C接口用于和两个传感器通讯，2个外部中断分别用作按键检测、空气质量传感器中断响应，以及1个时钟用于计时。

FSP中已经自带了支持的传感器，可以直接选择使用。

进行了简单的点选配置后，设置好程序堆栈，点击Generate Project Content即可生成对应可调用的外设程序。

拿HS3001传感器模块举例，用户程序中只需要添加对应的回调函数及简单的配置程序即可完成传感器程序。对应的器件程序可以参考使用官网上的示例程。

同理，可以比较轻松的完成按键、LED、ZMOD4410空气质量传感器模块、以及DA16600模块的程序编写，最后整合程序即可完成整个项目的程序。

使用板载的J-Link下载调试编译好的程序，十分便捷。

DA16600模块可以使用手机APP通过蓝牙进行快速WIFI网络连接。

此次项目参考了官网的示例程序，使用网页可以访问到设备读取2个传感器及按键计数信息，网页定时自动刷新更新相关信息。至此，整个示例项目实现了预想的功能。

总结

相信你和我一样，通过实际完成一个简单项目真切的体验到了瑞萨这套快速接入式物联网的便捷。你甚至不需要去翻阅传感器和通讯模块手册就可以把器件用起来，这不正是应用工程师需要的吗？