ST I-CUBE-GizWits套件快速接入机智云物联网平台开发指南

大胖森

产品介绍

基于ST和机智云的I-cube-gizwits软件包运行在基于ARM Cortex-M处理器的STM32微控制器上。

I-cube-gizwits软件包嵌入了机智云的GAgent，设备可以通过GAgent访问机智云云平台。GAgent主要的作用是数据转发，是设备数据、机智云、应用端（APP）的数据交互桥梁。GAgent提供了机智云云平台与单片机之间的通信协议，开发者可以根据该协议实现MCU与GAgent之间的通信。

用户可以通过手机连接到机智云云平台，并且可以随时随地获取设备的信息以及对设备进行控制。
I-cube-gizwits软件包是STM32 Cube的扩展软件包，基于STM32 Cube HAL库。

产品优势

• 基于STM32 Cube，图形化操作，能够快速配置MCU外设，以及工程配置，提高开发效率。
• 支持导出多个格式的工程：
  IAR Embedded Workbench for ARM ;
  KEIL uVision;
  System Workbench for STM32;
• 采用平台无关API，MCU/WIFI芯片平台切换成本低；
• 嵌入式机智云GAgent联网服务，自动完成了联网功能，能够快速玩转机智云物联网云平台；
  

准备工作1. 硬件：

1）B-L475E-IOT01A2开发板

2）Micro USB线

2. 软件：

下面三种开发工具任选其一：
1） IAR Embedded Workbench for ARM
2） KEIL uVision5
3） System Workbench for STM32

3. 其他：

1）机智云开发者账号
2）I-cube-gizwits固件包
3）I-cube-gizwits固件包文件夹结构简介：

开始开发1. 注册开发者账号

机智云开发者账号，用于产品接入、设备管理、OTA服务、MCU开发等的功能使用。
注册链接：http://dev.gizwits.com/zh-cn/developer/

2. 新建产品

注册完成后，登陆至机智云开发者中心后台后，点击开发者中心后台中间的“创建新产品”菜单，在跳转页面新建一个名为“GizTest”的产品(名称可自定)，选择“Wi-Fi/移动网络方案”方式接入，并完成产品创建。如下图：

3. 创建云端数据点（产品功能点）

数据点介绍：

即设备产品的功能的抽象，用于描述产品功能及其参数。创建数据点后，设备与云端通讯的数据格式即可确定，设备、机智云可以相互识别设备与机智云互联互通的数据。更多的解析和新建指引，可以在开发者中心数据点页面右上角“定义数据点教程”中查看找到帮助，以建立属于你自己产品的数据点，如下图：

新建数据点：

然后以本次的项目“GizTest”为例，简单描述一下云端数据点和产品的功能点的关系，本次的项目“GizTest”，它需要实现的功能是：

（1） 获取开发板陀螺仪X、Y、Z轴数值；
（2） 获取开发板相对湿度和温度传感器数值；
（3） 获取开发板LED的状态以及控制LED开关；

那我们需要在云端建立对应的数据点，如下图：

下表是所有数据点的具体设置：

添加数据点完成之后，点击下图的“应用”即可，完成整个产品的数据点的新建工作。

4. GAgent API简介gagent_soc.h文件中API

（1）gagent_soc.h文件内容预览

（2）API功能简介
1）gagentInit

• 功能：gagent相关参数初始化
• 函数定义：void gagentInit(struct devAttrs attrs)
• 参数：struct devAttrs attrs ：对应初始化参数的结构体

  [size=1.33333em]struct devAttrs{     unsigned short mBindEnableTime;     unsigned char mstrProtocolVer[MCU_PROTOCOLVER_LEN];     unsigned char mstrP0Ver[MCU_P0VER_LEN];     unsigned char mstrDevHV[MCU_HARDVER_LEN];     unsigned char mstrDevSV[MCU_SOFTVER_LEN];     unsigned char mstrProductKey[PK_LEN];     unsigned char mstrPKSecret[PKS_LEN];     unsigned char mDevAttr[MCUATTR_LEN];     unsigned char mstrSdkVerLow[SDK_USER_VER_LEN];        //gagent 微信公众号ID,默认为机智云微信宠物屋ID             uint8 *szWechatDeviceType;        //gagent 默认连接服务器域名             uint8 *szGAgentSever;        //gagent 默认连接服务器端口，默认为80             uint32 *gagentSeverPort;        //gagent softap Name ,默认值:XPG-GAgent-xxxx(后面4位为MAC后4位)             uint8 *szGAgentSoftApName;        //gagent softap 密码 ,默认值:123456789，若内容为空则热点不加密;             uint8 *szGAgentSoftApPwd;        //m2m keepalive 默认值 120s             uint32 *m2mKeepAliveS;        //m2m 心跳间隔 默认值为 50s             uint32 *m2mHeartbeatIntervalS;        //gagent 时区秒，默认为东八区:8*(60*60)             int32 *timeZoneS;        //串口心跳间隔S，默认值 55秒             uint32 *localHeartbeatIntervalS;        //串口数据传送ACK时间，默认值600ms+数据长度耗时             uint32 *localTransferIntervalMS; };

• 返回：无
  
  

2）gagentUploadData

• 功能：上传数据到客户端
• 函数定义：
  int32 gagentUploadData(uint8 szDID, uint8 src, uint32 len,uint8 flag, void *arg,gagentUploadDataCb fun )
• 参数：

  [size=1.33333em] uint8 *szDID        ：要上传的数据对应的设备DID                 （本平台[B-L475E-IOT01A2]szDID参数请设置为NULL） uint8 *src    ：要上传数据的内容指针 uint32 len    ：上传数据的大小 uint8 flag           ：1:数据大小循环通道都需要上传                             0:数据只上传小循环                 （本平台[B-L475E-IOT01A2]flag参数请设置为1） void *arg         ：上传数据回调函数的参数，不能为NULL gagentUploadDataCb fun ：上传数据的结果回调函数

• 返回：
  GAT_OK 0 成功
  GAT_ERR_FAIL -1 失败
  3）gagentGetNTP
  • 功能：获取NTP时间
  • 函数定义：void gagentGetNTP(_tm *time)
  • 参数：

    [size=1.33333em]_tm *time       ：保存获取的NTP时间的结构体指针 typedef struct {     uint16 year;     uint8 month;     uint8 day;     uint8 hour;     uint8 minute;     uint8 second;     uint32 ntp; }_tm;

    
    
• 返回：无
  
  

4）gagentReset

• 功能：重置模组，会清除配置信息和解除用户与之间的关系，该函数会导致模组重启
• 函数定义：void gagentReset(void)
• 参数：无
• 返回：无
  

5. 项目源码修改5.1 打开工程文件(下面以IAR Embedded Workbench for ARM为例)

（1）安装好IAR Embedded Workbench for ARM 软件
（2）解压I-cube-gizwits固件包，打开路径 Gizwits_V1.1.1_Lib\Projects\B-L475E-IOT01\Applications\Cloud\Gizwits\EWARM 下的 Project.eww 文件

5.2 基本信息修改

（1）基本信息介绍：
Product Key ：
定义：产品标识码，开发者通过机智云后台创建新产品后，自动生成的一个32位字符串。在机智云的数据库中是一个唯一的号码，开发者将ProductKey写入设备主控MCU后，机智云通过此标识码对设备进行识别并自动完成注册。

Product Secret :
定义：产品密钥，在生成Productkey的时候云端会对应生成一个Product Secret，该参数为关键性机密参数，不应向第三方泄露。

版本号：用来区分不同版本代码。

（2）获取项目基本信息
在机智云开发者平台中打开项目，点击左侧基本信息，从中可获得本项目的Product Key和Product Secret(需要输入登录密码获得)；版本号由用户决定。

（3）源码相应修改位置
打开工程路径 Application\Common下文件gagent_iot_test_basic_connectivity.c 修改文件中的STR_PK和STR_PS相关参数，将从机智云平台获取的Product Key和Product Secret填入相应位置：

[size=1.33333em]#define STR_PK     "plese replace your product PK"                    //find it on your Gizwits Platform Project #define STR_PS    "plese replace your product PS"                    //find it on your Gizwits Platform Project 程序提供了1byte用于版本号，版本号范围是1-255，程序中值是用十六进制表示的，所以填写时请按十六进制格式填写（01-FF）： #define GIZ_VER        "01" //is your project version,you can change it. 

5.3 外设的驱动初始化代码添加

请在工程路径Application\Common下文件gagent_iot_test_basic_connectivity.c文件中
的userInit()函数中添加外设的驱动初始化相关代码

5.4 云端下发数据处理

（1）设备和云端通信协议
请在机智云开发者平台项目页面中点击开发向导，在MCU开发资源中下载《GizTest - 机智云WiFi类设备接入协议文档-SoC方案.pdf》

在文档中查看控制设备的相应指令协议格式，定义的数据点不同，生成的文档内容会不同，请以你生成的文档为准。

举例：例如收到的控制设备数据是：01 01 00
则action为01，是控制设备指令（不同指令action不同）
attr_flags为01，bit0为1，表示设置LED
attr_vals为00，bit0为0，表示设置LED的值为0，关闭LED

（2）源码相应修改位置
打开工程路径Application\Common下文件gagent_iot_test_basic_connectivity.c
在gizIssuedProcess ()函数中处理云端下发的数据，传入的数据格式跟协议中对应，请参照协议文档在函数中对action进行判断得到指令类型，然后进行相应处理。

5.5 上报云端状态事件处理

（1）设备主动上报当前状态

1)设备和云端通信协议

请在机智云开发者平台项目页面中点击开发向导，在MCU开发资源中下载《GizTest - 机智云WiFi类设备接入协议文档-SoC方案.pdf》,在文档中查看控制设备的相应指令协议格式，定义的数据点不同，生成的文档内容会不同，请以你生成的文档为准。

设备主动上报当前状态相关协议：

2）源代码修改位置

打开工程路径Application\Common下文件sensors_data.c，在PrepareMqttPayload ()函数中根据协议指令格式对当前状态的数据进行组包。

下图中按照前面的协议对数据进行了组包：

同时还需要根据组完包后PayloadBuffer数组的大小修改对应的初始化。

需要触发主动上报的情况：

• 设备定时上报当前状态
• 设备状态发生变化时主动上报（包括云端下发控制指令后设备状态变化）
  

a.设备定时上报代码相应修改位置：
打开工程路径Application\gagent_wrapper下文件ioftime.c，在timerEventHandler ()函数中可修改定时上报的周期，单位是ms
if(tick_count >= 10000) //修改后面的数值

b.设备状态发生变化时主动上报代码相应修改位置：
在需要触发主动上报的位置添加如下代码：

[size=1.33333em]if(osThreadIsSuspended(SensorThreadHandler) == osOK) { osThreadResume(SensorThreadHandler); }

（2）收到读取设备当前状态的指令后上报当前状态
1)设备和云端通信协议

请在机智云开发者平台项目页面中点击开发向导，在MCU开发资源中下载《GizTest - 机智云WiFi类设备接入协议文档-SoC方案.pdf》，在文档中查看控制设备的相应指令协议格式，定义的数据点不同，生成的文档内容会不同，请以你生成的文档为准。

读取设备当前状态相关协议：

2）源代码修改位置

打开工程路径Application\Common下文件gagent_iot_test_basic_connectivity.c，在gizIssuedProcess ()函数中需要对云端下发的数据进行判断，判断action是否为02，是则添加相应的代码触发数据上报：

[size=1.33333em]if(osThreadIsSuspended(SensorThreadHandler) == osOK) { Device_Passive_Report = 1; osThreadResume(SensorThreadHandler); } 

5.6 程序编译和加载

（1）程序编译(下面以IAR Embedded Workbench for ARM为例)
可选择菜单栏 ProjectMake ，或者点击工具栏对应图标开始编译

（2）程序加载
1）程序编译完成后，在路径
Gizwits_V1.1.1_Lib\Projects\B-L475E-IOT01\Applications\Cloud\Gizwits\EWARM \B-L475E-IOT01\Exe下会生成 Project.bin 文件，复制该文件；

2）将Micro USB线插入开发板的USB STLINK接口（如图），另一端连接电脑。

插入电脑后，在我的电脑会出现一个名为DIS_L4IOT的盘，进入DIS_L4IOT，将前面复制的Project.bin文件粘贴到里面，复制完成后会自动退出DIS_L4IOT盘，表示文件加载完成。

5.7 WIFI信息配置

（1）设置波特率
使用串口工具（可以用SecureCRT）打开设备串口（串口号在设备管理器中查看），波特率为115200

（2）进入WIFI信息配置模式方式：
1）按下开发板上的RESET按键，如果没有配置过WIFI信息，则自动进入配置模式
2）按下开发板上的RESET按键，如果配置过WIFI信息，则在按下RESET按键后的5s内按下开发板上的USER按键进入配置模式

（3）信息配置
进入配置模式后开发板会打印如下信息

1）输入： y ，会请求输入SSID（WIFI名称）

2）输入SSID，按回车键（注意：这里输入SSID的时候是没有显示的，输入完成回车后才会显示SSID信息）

3）输入WIFI模式，根据路由器的配置来选择，如果WIFI没有密码，则输入0，如果WIFI有密码但不知道是哪一种模式，则输入3（如果后面无法连接上则要去查看路由器的配置）

4)输入WIFI密码，按回车键，WIFI信息配置完成，开发板会尝试连接WIFI

5）如果连接上WIFI，开发板会正常运行打印其它信息，如果无法连接上WIFI，请检查输入的WIFI信息是否有错误

5.8 上线情况以及日志查看

设备运行后，可在机智云开发者平台对应项目中设备日志中查看，点击查看可浏览通信日志、上下线记录、运行记录

5.9 APP控制设备

从机智云下载中心下载机智云串口调试助手绑定设备

打开机智云串口调试助手，点击下方“小工具”，然后选择上方的”二维码生成”，输入项目的Product Key和设备的MAC，点击“获取二维码”。

从下载中心下载机智云调试APP，安装，打开APP

点击左上角“我的设备”，扫描生成的二维码，扫描完成列表会显示相应的设备，点击设备就可以进入设备控制界面