Особенности создания программ в NODEMCU ESP8266 для «интернета вещей»

в 12:01, , рубрики: интернет-вещи, Разработка для интернета вещей, умные вещи, умный дом

К изучению возможностей микросхемы ESP8266 я приступил пару месяцев назад. Первоначально приобрел, как и большинство, модуль ESP-01, но почти сразу нашел новое на тот момент решение на основе модуля ESD-12 в виде DEVKIT и прошивкой nodeMCU, в которую встроена VM LUA версии 5.1.4(без debug и OS*модулей).

image

Есть несколько способов приобщиться к миру прекрасного — «интернета вещей». Можно взять модуль ESP-01, в котором 512 Кбайт флеш, есть UART интерфейс, пара контактов ESP, добавить к нему интерфейс на USB в последствии перепаять флеш на больший объем. Для тех, у кого нет желания, либо умения заниматься доработкой модуля, но хочется приобщиться и начать сразу программировать, есть другой способ — это указанная выше плата DEVKIT.

Если учесть разность цен решения в 10 долларов — выбор за вами.

Что же хорошего в данном модуле DEVKIT?

Во-первых, он уже содержит интерфейс UART-USB с разъемом micro USB. Поэтому для его подключения к компьютеру нужен лишь кабель USB-microUSB.

Во вторых, он имеет выводы всех доступных сигналов с ESP8266. Вот моя схема подключения к модулю различных датчиков:

Особенности создания программ в NODEMCU ESP8266 для «интернета вещей» - 2

Для подключения датчиков к контактам платы DEVKIT я использовал шлейф от старого компьютера для подключения периферии (дисков, CDROM, портов и т.д.) Как видите, я подключил к модулю все или почти все. В проекте — частотное управление двигателем и ПИД регулирование силовыми установками (нагревателями и выключателями).

В-третьих, модуль уже имеет flash 4 Mбайт, а NODEMCU имеет встроенную файловую систему spiffs.

В-четвертых, есть возможность обновлять прошивку из облака или через USB.

В-пятых, можно создать множество скриптов на LUA и записать их в файловую систему.

После чего через WIFI можно вызывать нужные скрипты на исполнение.

Библиотека расширения LUA содержит следующие модули:

json, file, timer, pwm, i2c, spi, 1-wire, net, mqtt, coap, gpio, wifi, adc, uart и system api.

Контракты платы могут быть запрограммированы для gpio, i2c, pwm.
Доступны две версии прошивки с форматом целых, либо вещественных чисел.

Следует отметить, что можно программировать свои разработки на СИ.
Но проблема в том, что для отладки каждого изменения в своей программе необходимо собирать прошивку объемом 200 KБ и грузить в модуль примерно 1 минуту. Т.е. сколько ошибок — столько минут.

Другой путь — отладка модулей на LUA и в последствии (если есть необходимость) перенос их на СИ с помощью API CИ для LUA (я, собственно, так и делаю).

Одна ошибка — это примерно 1-2КБ и загрузка 1-2 сек. Т.е. сколько ошибок — столько секунд.

Какие же недостатки есть у данного модуля

Основной недостаток в том, что VM LUA исполняет LUA скрипты лишь размещенные в оперативной памяти кристалла. А этой памяти для скриптов всего лишь 20 Кбайт. Этого объема памяти хватает на исполнение скрипта примерно в 110 строк.
Поэтому создание сравнительно больших скриптов для данного модуля имеет свою специфику.

Во-первых, необходимо алгоритм разделить на линейные блоки.
Во вторых, записать эти блоки в отдельные файлы файловой системы модуля
В-третьих, исполнять эти модули с помощью оператора dofile.

При написании модулей надо придерживаться следующих правил:
— В конце каждого модуля явно вызвать сборщик мусора;
— Для обмена данными между модулями использовать глобальные переменные, а для вычислений внутри модулей -локальные.

В результате основная программа на lua выглядит примерно так (один из рабочих вариантов):

dofile('nk_start.lc') — вызов модуля начальной инициализации датчиков
function cb() — колбек функция периодического измерения показаний датчиков
collectgarbage() — вызов сборщика мусора
if ip==nil then
dofile('wifi_1.lua') — функция инициализации wifi станции либо сервера
end
if ip~=nil and is==nil then
dofile('srv_1.lua'); — в данном варианте реализуется web сервер
is=1;
end
dofile('cbAM2302.lc'); — получение данных с датчика влажности и температуры AM2302
dofile('cb18b20.lua'); — получение показаний с датчиков температуры DS18B20(у меня их три)
dofile('get_tp.lc'); dofile('norm.lc'); --получение показаний с датчика давления и температуры(BMP180)
end
tmr.alarm(3,1000,1,cb) — таймер дискретизации — вызывает колбек функцию. частота дискретизации 1 Гц

Так как в этой программе каждый модуль занимает место предыдущего, то таких модулей может быть много. Все они хранятся в файловой системе.

Если реализовать алгоритм данной программы без использование разбивки на модули, то в памяти модуля сможет разместиться программа лишь для одного датчика (либо AM2302, либо 18b20, либо BMP180).

Автор: nikolz

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля