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免开发打造智能热水器,随心用水,舒适生活
智能物联研习社 | 2020-09-16 10:42:08    阅读:34   发布文章

本文主要介绍有关热水器产品方案,适用于热水器产品开发者快速入门,了解并快速接入涂鸦平台。

MCU对接方案是目前家电类产品对接涂鸦平台最常用的方案之一。主要用于带有MCU主控的热水器产品实现智能化,直接对接涂鸦模组串口协议即可实现联网。客户只需要关注产品本身的功能研发,联网智能化部分使用公版方案或者面板工作台,具体MCU方案通信原理图如下:


系统介绍

1、涂鸦联网模块:实现产品配网,采用串口通信方式连接App和云端,实现产品指令上传下发。

  • IoT模组,提供多种模组选择,支持贴片式、直插式等不同需求;已实现跨芯片平台与跨通讯平台能力;

  • IoT转接板模组,提供多种转接板模块选择,支持3.3V、5V、12V等不同电压等级需求;已实现Plug and Play即插即用式的 USB串口转接板对接方式;

2、涂鸦云:全球部署的IoT平台,对所有设备和App进行连接,进行数据沉淀,实现智能设备互通,安全、稳定、快速。

3、App单元:提供多种形式的APP,实现对设备的远程控制。

  • 公版App:免费公版App,即刻使用,场景丰富,全球通用,适用于产品快速对接;

  • OEM App:基于官方模板,通过简单的UI及个性化配置一键生成自有品牌的独立App,满足轻度个性化定制需求;

  • 定制App:基于公版架构,充分满足品牌个性化需求进行深度开发的App版本;

  • App SDK,适用于用户自研App;

4、语音单元:支持国内外主流语音平台接入。 - 国外支持Amazon Alexa、Google Assistant、Yandex Alice;

  • 国内支持百度小度等各大主流音箱平台;

  • 涂鸦提供的面向国内IoT控制的Wi-Fi在线语音模组,内置“小智管家”唤醒词和消噪算法,实现“小智管家 Built-in” 的语音入口能力,和Powered by Tuya的IoT控制能力;

5、数据及运维管理平台:涂鸦为所有开发者提供非常丰富的数据统计平台,助力厂家提供更好的设备体验优化。借助涂鸦运营平台,当消费者产品出现问题时,产品主动上报故障码。平台分析后自动生成报警工单,客服人员能第一时间处理,让售后服务更简单。 - 数据中心功能及使用说明 - 运营中心使用指南

方案详情通用功能
  • 快速配网:支持EZ和AP两种配网方式,及蓝牙快速连接;

  • 常见功能:一键开关、模式切换、温度调节、童锁、定时预约、温标切换等;

  • 实时状态:工作状态、当前温度、耗电量、耗水量、耗气量、剩余水量、水流量等;

  • 设备配置:配网信息、快捷开关、告警设置等;

  • 故障告警:支持机器故障、告警、通知等消息推送;

  • 设备分享:支持家庭管理、成员间设备分享;

  • 群组控制:支持同一类型设备组成群组,进行群控;

  • 智能场景自动化:支持智能场景触发条件、执行任务,在App智能场景进行对应功能的设置;

  • OTA升级:支持提示/静默等方式的设备及模组升级;

  • 多语言管理:支持多种语言的配置管理和切换;

  • 语音包管理:支持多种语音包的配置管理和切换;

扩展功能
  • 云定时:涂鸦云提供云端定时能力,无需本地计时;支持周循环设定;

  • 能耗统计:支持用电量、用气量、用水量等按年、月、日维度进行统计及展示;

  • 整机维护提醒:对设备激活后使用时间进行累积计时,达到整机维护时间后进行消息推送;

  • 安全报警:多渠道的消息推送,轻微异常,故障上报;高级危险预警,可以以消息推送或电话等形式告知用户,确保使用安全;

公版面板

热水器目前有6种控制面板可选择,详细UI如下:


客户选中主题风格符合的面板后,可以点击编辑进行二次编辑,具体编辑方式可参照:面板DIY操作指南

模组选配

针对热水器MCU对接方案,推荐使用WBR3联网模组。

概述: WBR3 是由涂鸦智能开发的一款低功耗嵌入式 Wi-Fi+BT 模块。它由一个高集成度的无线射频芯片 RTL8720CF 构成,内置了 Wi-Fi 网络协议栈和丰富的库函数。WBR3 还包含低功耗的 KM4 MCU,WLAN MAC,1T1R WLAN,最高主频 100MHz,内置 256K SRAM ,芯片内置 2Mbyte flash 和丰富的外设资源。 WBR3 是一个 RTOS 平台,集成了所有 Wi-Fi MAC 以及 TCP/IP 协议的函数库。用户可以基于这些开发满足自己需求的嵌入式 Wi-Fi 产品。

特性: - 内置低功耗 KM4 MCU,可以兼作应用处理器 主频 100MHz - 工作电压:3V-3.6V - 外设:9×GPIOs, 1×UART, 1×Log_Tx - Wi-Fi/BT 连通性 - 802.11 B/G/N20 - 通道 1-14@2.4GHz(CH1-11 for US/CA, CH1-13 for EU/CN) - 支持 WPA/WPA2 安全模式 - 支持Bluetooth 4.2 Low Energy - 802.11b 模式下+20dBm 的输出功率 - 支持 SmartConfig 功能(包括 Android 和 iOS 设备) - 板载 PCB Onboard 天线 - 通过 CE,FCC 认证 - 工作温度:-20℃ to 85℃

尺寸封装: WBR3 共有 2 排引脚(2×8),引脚间距为 2mm。 WBR3 尺寸大小:16±0.35 mm (W)×24±0.35 mm (L) ×2.9±0.15 mm (H)。WBR3尺寸图如下图所示:


更多模组需求可联系平台运营、相应BD或项目经理确认。

适用单品

电热水器、燃气热水器、太阳能热水器、空气能热水器等。

登录平台

在涂鸦IoT平台,注册开发者账号,开启产品智能化。

为了使用日志查询、权限分享等相关功能,请开通企业版权限。

IoT平台链接:Tuya IoT。

流程概述

Step1 - 产品创建:在IoT平台选择相应产品类,定义产品名称、型号,创建产品;

Step2 - 产品定义:在平台定义产品的具体功能,核心是数据传输内容及格式;

Step3 - 面板配置:根据产品特点,选择和配置个性化的UI,核心是风格、颜色、图标等;

Step4 - 硬件开发:根据产品主控的要求,选择适配的Wi-Fi通讯模组,开发MCU程序;

Step5 - App构建:构建具有厂商特点的App,核心是LOGO、欢迎页、设备页等;

Step6 - 云端配置:配置App界面多国语言、申请开通智能音箱、设备OTA升级等核心操作;

点击了解IoT开发平台,助您快速完成产品智能化:

https://auth.tuya.com/?from=https%3A%2F%2Fiot.tuya.com%2F&_source=5da300e50745947aec50c44f209c5367

以下是产品创建的详细流程:

创建步骤产品创建

在涂鸦IoT平台创建产品,选择【大家电】-【热水器】,点击“创建产品”即可开始创建产品。



相关说明:

  1. 产品名称:实际设备的默认名,将显示在App中设备页;

  2. 通讯类型:硬件连接涂鸦云的方式,目前支持Wi-Fi、Wi-Fi&蓝牙双模、NB方式;

产品定义如何定义DP

涂鸦平台将设备与云端传输的数据,抽象成不同类型的DP,在定义DP时,可根据机器功能,分类成不同的DP点,用于控制和显示。

为满足不同开发需求,涂鸦平台提供标准化功能自定义功能

  • 标准功能:是指该类别下提供的常用功能,涂鸦已针对热水器产品常用功能进行了标准化,客户可以按需直接选用;

  • 自定义功能:自定义热水器的附加功能项,用于扩展设备功能,如果你的产品功能不在标准功能中,可以添加自定义功能;

面板配置

产品定义后,可以选择不同风格的面板(设备控制页),作为热水器产品的交互页面。在IoT平台,涂鸦提供了推荐面板、自由配置面板、以及开发调试面板,供客户选择。

推荐面板:带有完整UI设计的面板,客户可以根据自己的主题偏好选择相应的样式,同时该类面板涂鸦提供丰富的可视化组件,用户可以基于选择的主体面板进行二次编辑,修改布局、颜色及产品逻辑规则等;

自由配置面板:支持自由设置页面控件及样式,用于自定义产品;

调试面板:以开关选项方式显示机器端数据,用于开发阶段调试;


硬件开发模组选择

热水器电控,主板通过云模组,与涂鸦云和App进行通讯连接。在产品新建后,选择适用的云模组,并根据主板、云模组的接口电路及产品要求,完成硬件电路的开发。

步骤:模组选择—固件选择—固件信息配置






目前,智能热水器产品常用的是WBR3模组,模组详细说明,请参考:WBR3规格说明书

MCU程序开发

云模组通过串口通讯方式与MCU对接,MCU端根据【产品定义】步骤中定义的功能DP,实现设备数据与云端的交互。MCU开发过程主要涉及协议的解析、数据的上报与接收等。

MCU开发有两种方式可选择:

1)串口协议方式

MCU根据串口协议,自行组包和解包,实现数据的上报和执行;

2)SDK方式

移植IoT平台封装好的SDK接口文件,MCU直接调用相关函数,实现数据的上报和执行;

开发详情,请参考:涂鸦通用Wi-Fi SDK说明

机器功能调试

在产品开发的验证和调试阶段,为了验证技术方案、或App面板的功能,可采用IoT平台提供的调试助手及调试面板,实现App端和机器端的数据通讯,辅助开发过程的开发调试。

1、仿真助手 涂鸦云仿真助手,PC机与云模组通过串口连接,模拟MCU收发机器功能DP数据,可在App端实时体验交互效果。

适用于在MCU程序开发前,对所定义的产品功能进行验证,以及调试过中数据有效性的验证。


仿真助手使用详情,请参考:模组调试使用助手说明

2、面板调试

在设备配网功能调试完成后,可以通过App对热水器进行配网,在App上对热水器进行相关操作,验证指令收发,App显示、机器执行等是否正确。

同时,MCU在开发前期,可以借助调试面板功能,单独调试某个DP的逻辑是否正确。

调试面板只保留数据收发操作,不含交互逻辑,可以在【界面配置】环节选择,适用于开发过程的调试。

3、日志查询

开通调试过程中,会遇到DP数据收发过程查询的需求。IoT平台提供日志查询功能,可以查看热水器MCU与App间的数据通讯情况,适用于异常情况下,排查各端的操作情况。


【说明】日志查询功能,需要开通“企业版”账户权限,并在运营平台操作。

App构建

当机器功能开发完成后,将涉及自有品牌App的构建。涂鸦平台提供在线OEM App的功能。

在IoT的【App工作台】,可配置App名称、LOG、配网文案、产品图标等信息,生成具备厂商标识信息和个性化的OEM App。


详细操作请参考:App构建引导

云端配置多语言配置

当产品目标市场是海外区域时,需要将App界面的语言调整成相应区域的语种。

在IoT平台“拓展功能”的“多语言配置”,可对设置功能点进行多语言编辑,完成编辑后。当手机调整系统语言后,App界面语言也随之调整。



OTA升级

为了满足机器功能升级,平台支持MCU OTA功能。

在IoT平台“拓展功能”的“固件升级”,可以自定义上传MCU固件,固件版本、升级信息等都支持自定义管理。



告警设置

涂鸦提供不同等级的告警提示功能,客户可以自定义产品告警条件,触发后通知用户或企业,实时监控产品状态,保障产品健康运行。



更多云配置功能,如果有问题可联系平台运营、相应BD及项目经理。


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