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如何撬动温控器市场?免开发打造智能温控器
智能物联研习社 | 2020-11-04 09:59:21    阅读:221   发布文章

近年来,传统温控器由于受限于硬件及软件的交互方式,在实现一些复杂的功能,例如:编程、自定义模式,让用户很难在实际使用中得到很好的操作体验,于是纷纷选择了转向发展智能温控器,通过手机作为更加友好和易用的操作界面,可以能将这些很难被客户重视的功能,以更加友好的操作方式重新,比如可以通过App或者各种语音音箱实现控制,从而为客户带来节能、舒适和便利操作等价值。

本文为开发者对接温控器方案相关文档,提供开发者对接涂鸦温控器产品的方案,本方案主要介绍有关温控器产品方案,适用于温控器产品开发者快速入门,了解并快速接入涂鸦平台。

MCU对接方案是目前温控器对接涂鸦平台最常用的方案之一。主要用于带有MCU主控的温控器产品实现智能化,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

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

涂鸦云:全球部署云服务,为客户提供安全、稳定、快速的涂鸦云服务。

涂鸦App:

1)公版App:免费公版App,即刻使用,场景丰富,全球通用;

2)OEM App:一键生成自有品牌的独立App;

3)App SDK:多种方式快速定制开发自有App ;

语音服务:

1)三方语音服务:支持Alexa、Google Assistant、百度小度、腾讯叮当等语音服务;

2)涂鸦自研语音服务;

3)AVS语音模组接入,让你的温控器成为音箱;

4) 定制语音技能,让你的产品与众不同;

方案详情核心功能
  • 快速配网:支持EZ和AP两种配网方式,双模方案支持蓝牙自动发现设备;

  • 常规功能:开关功能、工作模式、当前模式、童锁功能等;

  • 温度调节:目标温度、温度上限、温度下限、当前温度、温度校准等;

  • 周程序:支持纯云端定时(免开发)和本地协议执行等多种方式;

  • 假日模式:支持设置假日度假时间和假日温度设置;

  • 地理围栏:支持地理围栏功能,实现在家和离家模式;

  • 传感器选择:支持内部传感器选择以及外部传感器设置;

  • 电池电量:支持显示设备当前电量;

  • 倒计时功能:支持设置设备倒计时运行;

  • 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;

  • 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;

面板介绍



模组选配

针对温控器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 1)802.11 B/G/N20 2)通道 1-14@2.4GHz(CH1-11 for US/CA, CH1-13 for EU/CN) 3)支持 WPA/WPA2 安全模式 4)支持Bluetooth 4.2 Low Energy 5)802.11b 模式下+20dBm 的输出功率 6)支持 SmartConfig 功能(包括 Android 和 iOS 设备) 7)板载 PCB Onboard 天线 8)通过 CE,FCC 认证 9)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:


适用单品

开关温控、空调温控、地暖温控、新风温控、采暖温控、热泵温控、锅炉温控等各类温控产品

产品创建流程:

登陆平台

请登录开发者平台:iot.tuya.com 。

若没有注册,请先注册。若已经注册,请直接登录。

为了使用日志查询、权限分享等相关功能,请升级为企业版账号。

创建步骤

产品创建共分五步走:

STEP1:产品创建,在IoT平台定义产品具体功能,根据产品功能定义选择创建对应的DP点(功能点)。

STEP2:面板配置,涂鸦提供多种公版面板供客户免费选择,公版面板支持个性化修改,客户可根据品牌调性进行自定义修改颜色、图标等。

STEP3:硬件开发,根据产品特性及PCB的要求,选择合适的通讯模组,选择好后下载MCU开发包进行MCU开发调试。

STEP4:云端配置,多语言配置,固件升级配置,告警设置,配网信息设置等扩展功能配置中心。

STEP5:投产安排,产品开发完成,进入到投产阶段,试产阶段确定后,即可进入采购中心进行批量采购。

产品创建

在涂鸦IoT平台创建产品,选择【小家电】-【温控器】,点击创建产品即可开始进行产品创建。


相关说明:

1.产品说明:实际设备名称(建议命名为:品牌+产品名),该名称将在App的设备页面显示。

2.通讯类型:产品硬件连接涂鸦云的方式,目前支持Wi-Fi+蓝牙、Wi-Fi、蓝牙、Zigbee和其他多种通讯方式。

产品定义

定义产品功能,是产品开发的第一步。

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,可根据及其功能,分类成不同的DP点,用于控制和显示。

产品功能由三部分组合完成,包括标准功能、自定义功能及云功能。

  • 标准功能:是指加湿器品类常规功能的标准化,与IoT平台提供的App面板相对应,用于快速开发。

  • 自定义功能:可以自定义添加温控器附加的功能项,用于扩展设备的功能。

  • 云功能:云功能支持包括云定时和网页跳转功能。


标准功能

标准功能包含开关、模式切换、风速、目标温度,周程序等功能。

自定义功能

对于设备的扩展功能,可在“自定义功能”中添加功能,新增功能后,App端设备控制面板的设置页面中会生产相应的控制项。

云功能

目前支持的云功能包括云定时和网页跳转功能。

  • 云定时功能,包括设定开关时间及周循环,无需硬件嵌入式开发。

  • 网页跳转功能,主要可用于设置产品购买的微商城、产品使用说明等各种页面。

IoT平台提供布尔、数值、枚举、字符、故障、raw等数据类型,支持上下行。

面板配置

App 控制面板提供不同类型的界面模板,包括通用温控器风格(面板工作台)、温控器公版自定义模板自由配置模板(0 代码 App 界面生成引擎)和开发调试模板

产品创建过程中的 App 界面,可以选择 App 界面模版并进行编辑设置。

通用温控器风格(面板工作台)

拥有更丰富的可视化组件,更强大的规则配置,无需编程即可快速DIY出好看又好用的App面板。

支持客户自行配置组件,完成个性化定制,客户可根据品牌调性和用户喜好调整组件风格和形态。


目前有通用风格面板可供使用,点击进入编辑选项可进入面板工作台,自行配置组件。

面板工作台左边为功能组件,右边为参数配置项。

具体面板DIY操作流程可参考::面板工作台使用说明 。


温控器公版

样式与交互固定,与【标准功能】对应,支持背景、颜色等内容的配置,用于产品量产。

第一步,先选择温控器公版:


第二步,选择好公版模版后,如果对色调、UI样式及主题色等不满意,可编辑进行自定义修改:

第三步,公版模版选定,风格设置好后,可使用"涂鸦智能"或者“智能生活”App扫码体验。



自由配置模版

支持自由设置页面控件及样式,用于自定义产品。

开发调试模版

以开关选项方式显示设备端数据,用于开发阶段调试。

硬件开发模组选型配置

温控器MCU通过模块,与涂鸦云和App进行通讯连接。产品创建好后,在硬件开发阶段,选择适用的模块,并根据主板、模块的接口电路及产品要求,完成硬件电路的开发。

第一步,首先创建对应通讯类型的产品,然后在第三步硬件开发过程中会推荐对应通讯类型的模组型号,先选择模块型号,具体可根据各自MCU规格及空间尺寸等因素参考模组规格书进行挑选。


第二步,选择好模块型号后,选择固件类型,选择“通用功能配置化方案“即可。



第三步,配置固件信息,请根据产品的配置信息去填充信息。


MCU开发包下载

温控器产品创建完成后,在平台可购买模组样品,下载软件开发资料包,进入开发调试环节。

资料下载区可一键下载 MCU 开发包,开发资料包含:

  • MCU SDK :根据 IoT 工作台定义的产品功能,自动生成的基于 C 语言的 MCU 代码。通讯及协议解析架构已写好,可直接添加到原有 MCU 工程中,快速完成 MCU 程序开发。

  • 产品串口通讯协议:根据功能选择自动生成的涂鸦模组串口通讯协议。

  • 涂鸦串口调试助手:集成了涂鸦模组通讯协议的串口调试工具,用于 MCU 通用对接方案的开发调试。

  • 功能点调试文件:配合助手使用的调试文件,包含产品 PID、功能点等信息。

配网测试

用户在拿到模组后,可先不必着急编写代码,建议使用涂鸦提供的模组调试助手(MCU 模拟模式)与 Wi-Fi 模组先连接跑通,在验证模组的同时,用户可熟悉协议交互流程,后边开发调试效率将极大提升。


涂鸦模组调试助手 - MCU 模拟模式,助手会模拟 MCU 自动回复模组正确的协议数据,用手机给模组配网后可测试 DP 数据的上报下发。下边简要介绍助手和模组配网实操的主要步骤,使用前需提前了解涂鸦模组调试助手的使用说明,初次使用助手的用户可提前阅读:涂鸦模组调试助手使用说明。

  • 根据最小系统原理图,搭建模组外围电路,简单测试可直接飞线。

  • 打开开发包中涂鸦模组调试助手,导入调试文件,协议选择 Wi-Fi 通用协议,MCU 模拟模式。

  • 将模组串口通过 USB 转 TTL 工具接到电脑端,助手选择对应的串口及波特率,打开串口点击启动,将看到模组和上位机自动进行初始化流程协议交互。 注意: Wi-Fi 模组上电会不断发送心跳包,收到正确回复后,进行后续初始化协议的交互。若上电无数据发出,请检查模组外围电路是否正确。

  • 点击重置模块,模组进入配网模式。模块支持两种配网模式 EZ 和 AP 模式,重置按钮会切换配网模式。根据状态提示,App 进行相应的配网操作,配网操作可阅读App使用说明。附两种模式的配网演示视频:


软件开发

在硬件调试环节实操的过程中,用户看到模组与 MCU 有一系列的串口协议交互数据,这些数据的理解可参考开发包中协议文档。

协议主要分为两部分:基础协议和功能协议。基础协议和产品无关,是模组共有协议,包括模组初始化指令及部分扩展功能指令。功能协议部分主要基于基础协议的上报下发命令字,对 DP 数据内容格式做了详细说明。 基础协议完整内容,文档中心保持实时更新,可点击链接查看:Wi-Fi 模组通用串口协议。

MCU对接涂鸦模组协议,有两种途径:移植 MCU SDK 或自行对接协议。

自行对接协议

对于MCU资源有限或不适宜移植 MCU SDK 情况时,客户可以选择自行对接串口协议。串口协议的详细讲解可以参考:Wi-Fi模组通用协议解析

移植 MCU SDK

若 MCU 资源足够,一般建议用户直接移植 MCU SDK,开发高效便捷。开发包中 MCU SDK 是涂鸦提供的基于 C 语言的协议应用代码,可直接添加到 MCU 工程中。MCU SDK 对 MCU 硬件资源需求:Flash 4K 字节;RAM 与 DP 点数据长度有关,一百字节左右(如需 OTA 功能需大于 260 字节);函数嵌套级数 9 级。若资源不足的用户,可自行对接协议,SDK 包中的函数依然可以作为参考。

MCU SDK 移植教程:MCU SDK 移植

协议验证

移植 MCU SDK 代码开发完成后,可以使用涂鸦模组调试助手-模组模拟模式,验证 MCU 代码的正确性。使用方法与 MCU 模拟模式类似,模拟模组模式下,助手会自动发送初始化数据流,验证 MCU 回复是否正确,对于错误数据给予相应提示。初始化交互通过后,可手动点击测试其他拓展功能。

注意:涂鸦模组调试助手的模组模拟模式,没有联网功能,仅用来验证 MCU 串口协议收发正确性。测试完成,MCU 可接实际模组配网联调。

功能联调

在使用助手验证完毕代码后,MCU可连接模组使用App配网,进入功能联调阶段。功能联调主要测试各DP点上报下发是否正确,在调试过程有一些常用工具链接如下:

后台日志查询入口:IoT 工作台-运营中心,根据设备 ID 可查询相关设备后台日志数据。

涂鸦在线支持入口:涂鸦提供在线化的支持服务,如问题文档资料无法解答,可直接在线提问,专业技术团队将为您答疑。

云端配置多语言管理

温控器产品开发的第四步:云端配置-多语言管理中,您可以根据产品目标销售区域的语言,自行配置该产品在 App 界面文案的多语言,包括产品界面、App 信息、配网引导、告警文案、固件升级等功能点相应的多语种文案。


固件升级

如果客户温控器是采用MCU通用固件对接形式,需要对已出货的设备进行固件升级的,可以在平台远程在线升级,无需烧录。此功能需要控制板支持固件升级。

需要创建新固件,然后填写相关内容,点击“确定”

  • 支持选择固件类型:MCU固件还是SDK固件

  • 支持选择 是否为关键版本(关键版本为不可跳过的升级版本)

  • 选择升级方式App提醒升级: 即在用户在App端看到升级,可选择升级或不升级App静默升级: 即设备静默升级,App用户(设备的消费者)无感知App强制升级: 即App用户不可选择,只能升级才能使用App检测升级: 即App用户主动点击对应设备的面板,然后点击右上角,主动更新

  • 添加升级文案

设备白名单测试,支持根据你的App账号来批量选择设备id,请先设置测试白名单 点击“测试白名单管理”,即可以设置几个app用户账号进行测试

  • 支持选择设备所在区域,即中国区、美国区、欧洲区

  • 新增白名单支持通过用户的App账号来添加,输入App账号并且验证通过后,该App账号下对应的这个pid(产品ID)的设备会添加至白名单

添加测试设备时,直接从白名单管理中选择设备id即可,选中设备id后,即推送固件到这几个设备上。

客户点击“全量发布”或“灰度发布”后,系统自动提交了一个发布申请, 涂鸦会审核您的发布和固件安全性,审核通过后会向您选择的发布范围进行消费者推送 :

1)测试设备验证通过后,可进行OTA固件发布

2)支持三区发布

3)支持灰度发布和全量发布,支持设置发布时间 灰度发布中,支持选择地域(多选)、数量、版本号(多选)

4)确认发布后,对于未审核过的固件我们需要预留24小时去审核;已审核过的就不需要预留审核时间

投产安排

如客户的温控器产品已经调试完成,就可以进入产品开发的第5步,在线下单购买试产和量产模块。


点击“投产安排”,在“开发中”点击“确认开发完成”按钮,弹框请确定是否开发完成,点击“开发完成,进入试产”,这样这款加湿器产品开发状态就会变更为试产状态。



在“试产中”中栏目点击“采购试产模块”,就会进入采购中心可以对模块进行批量采购了。


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