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RT-Thread開源作品運動手表展示

RTThread物聯網操作系統 ? 來源:電路城 ? 作者:何雄 ? 2021-04-07 17:15 ? 次閱讀
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該作品是基于ART-PI硬件平臺,外接OLED,蜂鳴器,按鍵,X-NUCLEO-IKS01A3傳感器套件完成實現的運動手表。

運動手表應該能夠兼顧溫濕度,氣壓信息,指南針以及步數等,能夠實時監控環境的狀態。

該運動手表實現功能如下:

時間日期星期顯示;

網絡時間獲取;

天氣獲取并顯示;

溫度(HTS221),濕度(HTS221),氣壓(LPS2HH)信息的獲取并顯示;

指南針功能(LIS2MDL);

步數(LSM6DSO)監控;

鬧鐘功能,蜂鳴器鬧鐘;

設置功能,開啟網絡時間以及設置鬧鐘;

OLED顯示功能

板載按鍵

秒表

開發環境

硬件:STM32H750-RT-ART-PI, X-NUCLEO-IKS01A3傳感器,OLED,蜂鳴器,板載按鍵 RT-Thread版本:4.0.3 開發工具及版本:RT-thread studio 2.0.0

RT-Thread使用情況概述

內核部分:線程管理(靜態線程創建/刪除),臨界操作,時鐘管理。 組件部分:FinSH控制臺,虛擬文件系統,LwIP,SAL 軟件包部分:cjson,netutils,easyflash,u8g2 其他:串口,pin,RTC,IIC

硬件框架

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項目中使用到了STM32H750中的RTC實時時鐘不在原理圖中。

同時用到了ART-PI板載的wifi模塊對天氣獲取以及網絡時間的獲取。

硬件部分比較簡單主要是通過IIC控制OLED以及傳感器數據的讀取(讀取4個傳感器數據分別用作溫濕度,氣壓以及磁場和運動檢測),通過GPIO控制蜂鳴器。

按鍵用來切換查看界面以及設置信息,本項目只采用了一個按鍵,通過軟件邏輯實現對4中按下狀態的識別。

硬件線路連接:

蜂鳴器 - PA9

OLED SCL - PH13

OLED SDA - PH15

X-NUCLEO-IKS01A3傳感器 SCL - PB0

X-NUCLEO-IKS01A3傳感器 SDA - PB2

軟件框架說明

整體軟件實現了功能框架如下:

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軟件中主要包括了下面的功能:

按鍵狀態的信號采集以及濾波功能,由于只有一個按鍵,所以將這一個,按鍵的按下狀態做了不同的識別,分為了4種按下的狀態可以用來處理所有的任務。

OLED的顯示功能

啟動界面,會顯示RT-Thread的logo以及項目logo。

時間顯示界面:會顯示時間,日期,星期,wifi連接狀態,天氣信息,在wifi沒有連接的狀態下,wifi圖標會閃爍。

菜單列表:用來切換顯示的界面,包含設置,秒表、步數、溫度、濕度、氣壓、方位。通過短按按鈕切換。

設置界面。可以設置是否開啟網絡時間更新以及設置鬧鐘。鬧鐘設置界面中可以設置鬧鐘是否啟用以及設置鬧鐘時間。

秒表功能,在該界面下,秒表線程被創建,按下按鈕切換到開啟按鈕下按下按鈕可以開啟計時,再次按下暫停計時,退出該界面自動刪除線程。

步數查看。步數線程會一直運行,用于記錄運動狀態,使用LSM6DSO獲取加速度數,由此進行步數算法檢測步數。

溫度、濕度、氣壓查看。獲取傳感器的數據進行處理之后顯示在界面上。

指南針(方位)界面,可以查看當前面向的方向,使用了LIS2MDL磁力傳感器以及LSM6DSO加速度傳感器通過算法結合計算出指向方位,并通過圖形顯示以及問題提示的方式指向當前的方位(東、南、西、北、東南、東北、西南、西北)。

返回。返回時間顯示界面。

鬧鐘功能

RTC獲取的時間到了鬧鐘設置中設置的指定的時間之后將觸發鬧鐘功能。在主界面下通過短按按鈕關閉。

軟件模塊說明

一、按鍵功能介紹:因為板載只有一個按鍵,我也沒有外接按鍵資源,所以將這一個按鍵通過按鍵時間的長短分為了4種按下狀態,通過松手判斷按鈕按下的時間長短。 按鍵線程中使用了軟件按鍵濾波功能,濾波時間是50ms。 四種按鍵狀態分別如下: 1 【短按】:按下時間小于等于500ms 2 【中長按】:按下時間大于500ms小于等于1.5s 3 【偏長按】:按下時間大于1.5s小于等于2.5s 4 【長按】:按下時間大于2.5s 按鍵線程在初始化的時候創建。 1、OLED顯示功能

OLED的顯示功能是主要的功能,這里對OLED的功能做詳述說明。

開機動畫。上電的時候會顯示開機界面,首先顯示RT-Thread的圖標,之后顯示運動手表的logo,顯示完成之后自動進入主界面。

主界面就是時間顯示界面,如下圖:

最上邊顯示【星期 - 月份 日期】;

中間部分顯示時間,如果網絡連接之后會自動更新時間,可以在設置界面關閉自動更新,網絡時間會更新到RTC中,時間直接讀取自RTC。;

最下面一列顯示wifi連接狀態以及天氣信息,在wifi沒有連接的狀況下會500ms閃爍一次,wifi連接之后,wifi圖標不再閃爍,天氣圖標會自動循環顯示。

天氣包括晴天,雨天,多云,夜晚,晴轉陰。

天氣信息通過網絡獲取,獲取網絡天氣的json信息,處理出信息,所以需要線連接網絡才可以使用。

如果按下開關,最下一列中間會顯示開關按下的狀態【KEY1】【KEY2】【KEY3】【KEY4】,如下右圖,沒有開關按下的時候不顯示。

長按按鈕進入菜單選擇界面

中長按按鈕進入設置界面

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2、菜單界面

菜單界面顯示【返回】【設置】【秒表】【步數】【溫度】【濕度】【氣壓】【方位】,如下左圖。

最上邊顯示左邊菜單圖標,右邊顯示退出圖標。

短按按鈕切換菜單在上述1)中的菜單列表中循環切換

中長按按鈕進入選中的菜單功能中。

長按按鈕退回主界面

按下按鈕的時候屏幕最上面中間會顯示按鈕按下的狀態【KEY1】【KEY2】【KEY3】【KEY4】,如下右圖

2dcf9272-93fa-11eb-8b86-12bb97331649.png

3、設置

設置界面顯示【是否啟動網絡時間】以及【鬧鐘設置】

網絡時間后面的方框表示是否啟用,實心方框表示啟用,默認是啟用的

短按按鈕切換菜單

中長按按鈕設置

2de1d11c-93fa-11eb-8b86-12bb97331649.png

選中【鬧鐘設置】,短按進入鬧鐘設置界面。

中長按切換選中菜單,分別有【啟用鬧鐘】【小時設置】【分鐘設置】

選中啟用菜單,短按啟用或者禁止,啟用了鬧鐘之后會創建鬧鐘線程,運行鬧鐘功能,禁止鬧鐘之后會刪除鬧鐘線程。

選中小時設置或者分鐘該設置,短按時間會增加。

鬧鐘設置好了之后,到達指定時間會啟動蜂鳴器報警,在主界面下短按按鈕會關閉鬧鐘,到下一次到指定時間會重新報警。

4、秒表當切換到秒表界面的時候會自動創新秒表線程,在退出秒表顯示界面時會自動刪除秒表任務,秒表任務100ms運行一次。 1、秒表顯示界面,最上邊左邊顯示秒表圖標,右邊顯示退出圖標 2、中間顯示記錄秒表時間 3、下面顯示操作菜單 1) 第一個是開始按鈕,短按啟動計時,菜單編程停止,短按停止計時,如下左圖。 2) 中間是清空按鈕,短按按下清空計時數據 3) 右邊是返回,短按返回菜單列表 4、中長按切換下列的菜單 5、長按退回主界面 6、按下按鈕的時候屏幕最上面中間會顯示按鈕按下的狀態【KEY1】【KEY2】【KEY3】【KEY4】,如下右圖

2e08d6ae-93fa-11eb-8b86-12bb97331649.png

5、步數

1、在菜單欄中,選中【步數】,中長按進入界面,顯示當前步數。 2、步數是通過LSM6DSO加速度計和角速度計獲取的數據計算出來的。通過采樣加速度值,連續多次采集數據,通過算法計算各個軸的加速度值是否滿足步數運動的條件,以此計算是否運動,步數檢測的靈敏度也可以在代碼中進行調節。 3、該界面中間顯示當前步數信息。 4、該界面下最下邊顯示【清空】和【返回】菜單,通過短按進行切換 5、選中【清空】,中長按之后清空步數,選中【返回】,中長按退回菜單列表。 6、步數線程在啟動時創建,會一直監控步數。 7、長按按鈕退出 8、按下按鈕會在上方中間顯示開關按下的狀態【KEY1】【KEY2】【KEY3】【KEY4】

2e1fa64a-93fa-11eb-8b86-12bb97331649.png

6、溫度1、在菜單列表中,選中【溫度】,中長按進入界面,顯示當前溫度。 2、溫度是通過HST221傳感器,采集的,該傳感器中存在標定數據,通過獲取標定數據,然后利用一次線性方程公式對讀取出來的數據進行處理,最后會的溫度。 3、該界面中間顯示溫度數據,每1s刷新一次。 4、該界面下顯示有【刷新】和【返回】,短按進行菜單切換。 5、選中【刷新】,中長按刷新當前溫度 6、選中【返回】,中長按會返回菜單列表界面 7、溫度數據在該界面下才會從傳感器中讀取 8、長按按鈕退出 9、按下按鈕會在上方中間顯示開關按下的狀態【KEY1】【KEY2】【KEY3】【KEY4】

7、濕度1、在菜單列表中,選中【濕度】,中長按進入界面,顯示當前濕度百分比。 2、濕度是通過HST221傳感器,采集的,該傳感器中存在標定數據,通過獲取標定數據,然后利用一次線性方程公式對讀取出來的數據進行處理,最后會的濕度。 3、該界面中間顯示濕度數據,每1s刷新一次。 4、該界面下顯示有【刷新】和【返回】,短按進行菜單切換。 5、選中【刷新】,中長按刷新當前濕度 6、選中【返回】,中長按會返回菜單列表界面 7、濕度數據在該界面下才會從傳感器中讀取 8、長按按鈕退出 9、按下按鈕會在上方中間顯示開關按下的狀態【KEY1】【KEY2】【KEY3】【KEY4】

8、氣壓

1、在菜單列表中,選中【氣壓】,中長按進入界面,顯示當前氣壓值。

2、氣壓是通過LPS2HH傳感器獲取,每1s刷新一次

3、該界面中間顯示氣壓數據。

4、該界面下顯示有【刷新】和【返回】,短按進行菜單切換。

5、選中【刷新】,中長按刷新當前氣壓值

6、選中【返回】,中長按會返回菜單列表界面

7、氣壓數據在該界面下才會從傳感器中讀取

8、長按按鈕退出

9、按下按鈕會在上方中間顯示開關按下的狀態【KEY1】【KEY2】【KEY3】【KEY4】

9、指南針1、在菜單列表中,選中【方位】,中長按進入界面,指南針功能,創建指南針線程。 2、指南針數據是通過LIS2MDL傳感器獲取,LIS2MDL獲取磁力數據,通過,用LSM6DSO的加速度數據進行補償,通過公式計算出X軸與Y軸方向的磁力強度,進而計算當前傳感器所指向的方向。 3、該界面通過圖形顯示指示的方向,中間的指針會指向當前的方位; 左下角的文字會顯示指向的方位數據,分別有東、南、西、北、東南、東北、西南、西北。 4、長按按鈕退出 (a)按下按鈕會在上方中間顯示開關按下的狀態【KEY1】【KEY2】【KEY3】【KEY4】

10、RTC功能RTC線程會在初始化的時候創建,最開始會顯示設定的時間,這個時候會等待網絡連接,在設置了獲取網絡時間的狀態下,網絡連接之后會獲取網絡時間并更新到RTC,網咯時間每24小時更新一次,如果關閉網絡時間功能則不會更新。

原文標題:【RT-Thread開源作品秀】運動手表

文章出處:【微信公眾號:RTThread物聯網操作系統】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

責任編輯:haq

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