Arduino上传数据至贝壳物联并与FPGA进行交互

本篇实现Arduino与FPGA交互，当然也没有什么新的协议，还是基于串口通讯，现在学一个串口通信基本上可以驱动大多数模块了，而且和各种单片机无缝数据交互，Arduino由于其强大的库函数支持，在实现很多事情上会方便很多，比如串口通讯，Arduino就两行的代码，Verilog至少也得上百行，但是从学习知识的角度上来说，学Arduino也只不过是学了一门软件操控硬件的方法罢了，而且很多东西都简化了，跟在电脑上编程没什么两样，还不如学学单片机。最起码还能了解其内部各种寄存器的使用。我用Arduino也就是玩玩，当然还是有了很多不一样的体验，都知道Arduino是开源项目，我们可以免费使用别人的代码，当然也要分享出来自己的代码，将开源进行到底。

Arduino的编程语言没啥说的，使用一种简易版的C语言编程，一般有C语言基础的朋友应该两天就上手了，然后就是利用各种函数了，我在做实验的时候，学到了一个函数，map函数。现在来说说吧！下面张图其实是很形象的。

再看一下官方给的解释，即把一个数从一个范围变换到另一个范围。

map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)

Description

Re-maps a number from one range to another.
That is, a value of fromLow would get mapped to toLow, a value of fromHigh to
toHigh, values in-between to values in-between, etc.

         我使用Arduino采集到土壤湿度模块的数据，200-100不等，Arduino读取模拟量的最大数值为1023，而这么大的数据，也并不是我们需要的，我们需要的是一个百分数，所以使用map函数，把0-1023这个区间投影到0-100这个区间，那么得出来的数据就可以近似的认为是土壤湿度百分比了。

Arduino原本的串口只有一个，那么如果必须要用两个或以上串口来收发数据怎么办，这个时候使用软件模拟串口就可以了。官方给的配置历程，调用SoftwareSerial库函数，

初始化配置波特率

输出的时候使用Serial.write()函数，这里要注意的是Serial.print输给串口的是ASCII码值，Serial.write输入给串口的是真实数值，我这里需要的是arduino采集到的土壤湿度，当然希望直接是十六进制的代码了。

实现数据上传至贝壳物联，最终要的是需要ESP8266 WIFI模块了，模块配置如下。

ESP8266模块支持STA/AP/STA+AP 三种工作模式。

*STA 模式：ESP8266模块通过路由器连接互联网，手机或电脑通过互联网实现对设备的远程控制。

*AP 模式：ESP8266模块作为热点，实现手机或电脑直接与模块通信，实现局域网无线控制。

*STA+AP 模式：两种模式的共存模式，即可以通过互联网控制可实现无缝切换，方便操作。

我们这里为了方便直接设置成两种模式共存的状态。

ESP8266的接口如下图所示：

其中需要用的端口是TX，RX，CH_PD，VCC，GND

TX，RX分别接USB转TTL接口的RX，TX，

CH_PD，VCC接3.3v（切记必须为3.3v）

GND接地

联接物联网

打开串口调试助手，搜索串口，将波特率设置为115200，然后将ESP8266的VCC引脚拔下在插上，会返回一串乱码和ready，表示连接正常，如果没有返回值，检查引脚是否连接正确。

发送AT命令：+++，返回CLOSED，表示关闭之前设定的模式。

发送AT+CWMODE=3+回车,设置WiFi模块为AT/AP模式，（WiFi模块的知识需要看手册），返回OK，表示设置成功

发送AT+CWJAP=”WIFI name”,”WIFI 密码”+回车，连接WiFi。返回OK表示连接正确。

然后发送AT+CIPSTART="TCP","www.bigiot.net",8181+回车，返回如图所示，表示连接到贝壳网。

这样WiFi模块就配置好了，然后将WiFi模块连接到开发板上，通电后，就会自动连接到贝壳网上了。

WiFi模块配置好了之后。我们这里用第一个WiFi模块配置连接到贝壳网，贝壳网是一个物联网，可以实现与硬件进行远程交互。

注册一个贝壳网账号www.bigiot.net

点击添加一个设备

添加一个数据接口，这里可以修改借口类型

添加完成后，每一个设备都有自己专属的ID，APIKEY，

每个设备有对应的数据接口，也有对应的ID

需要几个数据接口你就添加几个，我这里添加了四个。然后根据代码将所有模块连接，连接设备，上传程序，注意，上传Arduino程序的时候一定要将0、1引脚拔下，否则肯定上传失败。上传成功后，打开数据接口，可以看到数据实时上传了，贝壳物联还有相关的APP和微信公众号，只要设备能连上网络，便可以对设备进行操控，所以远程操控也毫无压力。

通过软串口发送数据给FPGA，FPGA通过处理后，发送数据到上位机，这样便实现了FPGA和Arduino的数据交互，这样便实现了物联网。

当然Arduino还有很多方便又好玩的玩法，有兴趣的朋友也可以继续玩下去。如果你想要我这个实验的源代码，请在微信订阅号后台回复“Arduino”即可获的源代码和库文件哦！需要本设计FPGA部分代码后台发消息，联系订阅号主，即可获得！

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