AIoT应用创新大赛-基于TencentOS Tiny的远程电子仪器
原创AIoT应用创新大赛-基于TencentOS Tiny的远程电子仪器
原创
项目简介
基于TencentOS Tiny AIOT开发套件和腾讯物联网开发平台设计的一款远程电子测量仪器，适用于电子专业的师生进行远程实验课教学。
项目背景
电子类专业的大学生要学习许多实操性强的实验课，例如模拟电子线路实验、数字电路实验等等。但受疫情影响，许多高校无法进行线下教学，改为线上课。而实验课很注重培养学生的动手能力，如果学生不亲手操作实验仪器，仅靠线上课程，很难达到教学目的。因为疫情，学生们无法在实验室完成实验内容，那么就必须在家或者在宿舍进行实验。这就面临着两个问题，一是学生在家没有实验必需的仪器，如万用表、示波器、信号发生器等，二是学生自行进行实验得不到教师的指导。
为解决上述问题，本项目期望设计一款远程的电子仪器，帮助教师和学生线上完成电子学科的实验课程。在我的设想中，它具有测量电压、电流，输出常用信号波形，提供可调整的直流电源等功能。并且，借助腾讯的物联网平台，该仪器还可以将实验的数据实时上报到云端，并通过云端设置仪器参数。教师可在网络上查看学生们的实验结果，也可以帮助学生设置仪器的参数，达到如同师生在同一个教室做实验的情景。
功能实现
因为本人对物联网开发不够熟练，加之疫情影响，该项目做的并不完整，仅实现了一部分功能——正弦波信号产生功能以及通过腾讯连连小程序查看、设置仪器的参数。但这个项目完成的功能可以验证本人的设计想法，并为电子类专业的师生提出了一种开展远程实验课的设想，还是有小小的价值。
因为比赛提供的开发板引出的IO较少，因此我决定在项目中再使用一个ARM cortex-M4内核的单片机，专门用于测量和输出电子信号。设计中选用了国民技术的N32G4系列单片机，该单片机的具有片上ADC, DAC, 运放等资源，还是比较适合我的项目。而NXP的跨界处理器RT1062专门用于实现数据上云端的功能。
利用M4单片机的DAC和DDS技术,M4单片机可以输出我们想要的单片机性能可以满足的任意波形。在本项目中我设计M4单片机可以输出1~100KHz的正弦波，并且可以调整正弦波的幅值和直流偏置。预留了命令接口，让RT1062可以控制M4单片机输出的波形参数。
M4单片机和RT1062之间通过串口通信。我使用TencentOS Tiny的AT组件，将M4作为AT服务器，RT1062作为AT客户端，简化了二者通信的协议设计过程。
通过AT指令，RT1062可以控制正弦波信号发生器的波形参数，并且将这些参数通过MQTT协议传输到云服务器上。得益于腾讯提供的强大而功能齐全的物联网开发平台，我这个菜鸟也可以很简单地实现在手机上查看和设置该远程仪器参数的功能。
在项目的程序中，我还用到了TencentOS的事件、队列等内核功能。TencentOS系统的这些功能，帮助我在开发的过程中节省了很多时间和精力。
感想
项目的功能虽然与预期设想相差很远，但利用腾讯物联网开发平台和腾讯连连，项目的基本框架已经搭建好，在未来我可以更方便地完善这个项目。这个项目也为远程电子专业实验课程的开展进行了一点探索。
这个比赛让我学习了TencentOS，也了解到了腾讯物联网开发平台的强大功能。腾讯的这一套物联网开发工具，让我们这种个人爱好者，也能够很容易地搭建起物联网设备的平台。十分感谢腾讯举办这次比赛。
代码地址
https://gitee.com/nanjideqie/tos_aiot
视频
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
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