引言

隨著物聯網應用技術的發展，人們的生活融入著越來越多網絡化、數字化的行為方式。物聯網應用技術的一個重要分支便是智能家居，這一分支對于改善人們的生活水平至關重要。近些年來，消費者對家居的舒適性、便捷性有了一定的要求。針對現階段己有的智能家居系統成本高、功耗大、集成度低等缺陷，分析并選取合適的平臺、傳感器和無線組網方式，設計了一款成本低、功耗低、集成度高的智能家居系統，該系統具有較好的應用和參考價值。 本系統采用涂鴉智能涂鴉模組二次開發版本，綜合涂鴉Wi-Fi&BLE通信組網技術，以及傳感器的應用技術，實現家居環境的智能聯網，下圖為涂鴉智能的Wi-Fi&BLE SoC NANO主控板（BK7231N）。

涂鴉模組二次開發產品

本章節介紹涂鴉模組二次開發方案項目流程，涂鴉IoT平臺為客戶提供一站式物聯網解決方案，涵蓋設備智能化、云服務、App 軟件開發、運營維護等各方面，助力各行業客戶實現研發端、生產端、銷售端、運營端全產業互聯網化。 當您確定好產品需求后，需要將產品具體化到IoT平臺上，便于您管理產品并擁有產品運營能力。

產品開發流程

涂鴉模組二次開發方案開發周期短、成本低，您在IoT工作臺上配置完成后，模塊即會攜帶完整的控制程序，免去外置MCU及繁瑣的程序開發，助您快速實現產品智能化，創建項目，標準類目選擇“照明”，選擇“幻彩燈帶”。

選擇開發方案，根據下圖指示選擇“自定義方案”，這里我們是對涂鴉模組進行二次開發，所以選擇“自定義方案”。

按照自己將要開發的產品和模組填寫產品名稱，選擇對應的通信協議，配置完成后點擊“創建產品”。 這里準備使用CBU模組開發一個可以幻彩燈帶的產品。CBU模組是一款Wi-Fi&Bluetooth LE雙模模組，選擇的通信協議是“WiFi-藍牙”。

根據產品想要實現的功能，選擇對應的功能點，選擇完成后點擊“確認”。 如果有些你需要的功能點在標準功能點里面沒有，可以在標準功能點選擇完成后，自定義你需要的功能點。（標準功能點可以在公版面板上很好的顯示和操作。如果選擇了自定義功能點，可能無法在面板上顯示和操作）。

在設備交互中選擇自己喜歡的APP界面，也可以自己進行定義。

點擊“硬件開發”，選擇“TuyaOS”，選擇“CBU Wi-Fi&Bluetooth 模組”（如果你使用的是其他模組，選擇對應的模組即可）。

箭頭①指向的“新增自定義固件”是指上傳你已經開發好的產品固件（如何開發將會在后面的內容進行講解）。 點擊箭頭②指向的“ty_iot_light_app_sdk_bk7231n”下載該模組的SDK。

應用場景

涂鴉三明治 Wi-Fi&BLE SoC NANO主控板（BK7231N）采用上海博通開發的高性價比的 Wi-Fi &BLE 雙模芯片 BK7231N。開發板包含 Wi-Fi 芯片BK7231N、按鍵、LED 指示燈、 I/O 接口、電源和USB轉串口芯片等。 I/O 口及各接口功能定義如下所示：

1：MICROUSB（CN1） ：即是 5V DC 輸入口，也擴展了 2 個串口功能。 2：撥碼開關（S1）： 撥碼切到 ON 方向導通，通斷 USB 轉串口芯片的雙串口和芯片串口之間的鏈路。 3： 指示燈（D3）：3.3V 電源指示燈。 4：按鍵（S2）：通過 P9 檢測，初始化高電平，按下為低電平。 5：指示燈（D2）：通過 P16 控制，低電平點亮。 6：按鍵（RST）：復位按鍵，按下后芯片復位。

原理圖及PCB

涂鴉三明治 Wi-Fi&BLE SoC NANO 主控板（BK7231N）的原理圖如下所示：

涂鴉三明治 Wi-Fi&BLE SoC NANO 主控板（BK7231N） 的 PCB 如下圖，頂層：

底層：

Wi-Fi&BLE SoC NANO主控板（BK7231N）接口說明

涂鴉三明治 Wi-Fi&BLE NANO 主控板（BK7231N）內置 USB 轉串口芯片，單路 USB 口可擴展出 2 個串口。可通過撥碼開關（S1）切換模組的兩路串口是否連接到 USB 轉串口芯片上。撥碼開關引腳說明如下表所示。

撥碼切到 ON 方向導通，通斷 USB 轉串口芯片的雙串口和芯片串口之間的鏈路。 芯片 UART 引腳用于與MCU通信或普通 I/O 口使用時，需將相應的撥碼位置撥到斷開的位置，即數字字母方向。 電腦 COM 口與 USB 芯片串口和芯片 BK7231N 對應關系。

通常情況下A是用來下載程序用的，B是用來打印日志的

燒錄授權接線方式

將撥碼開關（S2）的 1、2 路都撥至 ON 方向，BK7231N 的串口 UART1 與上位機鏈路導通。 注意：若出現“獲取RF標志位失敗”的情況，可在授權階段，將串口2的RXD引腳（P01引腳）和GND短接。

環境搭建

環境搭建請參考涂鴉智能配置說明： https://developer.tuya.com/cn/docs/iot/Module-SDK-development_tutorial?id=Kauqptzv5yo8a

從涂鴉 IoT 開發平臺下載 SDK 進行驗證

在涂鴉IoT 開發平臺上成功創建自定義開發的產品后，在硬件開發中選擇 TuyaOS，即可下載該模組的 SDK。**此前需聯系涂鴉工作人員開通白名單授權，聯系方式放在文末。

**

將下載好的 SDK 復制到 Windows 和 Ubuntu 的共享文件夾中，在 Ubuntu 虛擬機中輸入下列命令進行編譯：

cd /home/share/samba/
tar -xzvf *.tar.gz     #注意：該命令會將當前目錄下所有后綴名為.tar.gz的文件進行解壓，建議將*.tar.gz改為你實際要解壓的文件的完整名字
cd ty_iot_light_app_sdk_bk7231n_0.1.1
sh build_app.sh ./apps/xh0623_demo_pixel_light_ty xh0623_demo_pixel_light_ty  1.0.0

執行成功如下所示：

模組二次開發流程

啟動流程介紹

在開始開發前，需要了解 SDK 的初始化流程。這里需要重點關注四個函數pre_app_init()、pre_device_init()、app_init()和device_init()。啟動流程如下圖所示。

修改代碼

產品PID定義

可以根據下面的提示填寫產品的 PID 信息，也可以不對代碼進行任何更改，跳過該步驟直接進入下一步編譯生成固件。 將apps下的include/light_system目錄下的light_system.h中的PRODUCT_KEY修改為您創建得到的 PID，FIRMWARE_KEY是固件key，可以填NULL。

燈珠數量定義

在/home/share/samba/ty_iot_light_app_sdk_bk7231n_0.1.1/app/xh0623_demo_pixel_light_ty/include/src/light_system/light_init.c中可以進行修改。

燈帶長度定義

在/home/share/samba/ty_iot_light_app_sdk_bk7231n_0.1.1/app/xh0623_demo_pixel_light_ty/include/src/light_upload/light_upload.c中可以進行修改，其中DPID_LED_NUM是燈珠數量，DPID_LED_LENGTH是燈帶長度，單位為厘米。

編譯和生成產物介紹

在 Ubuntu 終端中將路徑切換到有 build_app.sh 的路徑下，輸入下列命令進行編譯。 例：我這里處于home/share/samba/ty_iot_light_app_sdk_bk7231n_0.1.1路徑下，開始執行下列命令。

sh build_app.sh ./apps/xh0623_demo_pixel_light_ty xh0623_demo_pixel_light_ty  1.0.0

執行后如下所示。

生成產物

編譯完成后，將生成的固件按照不同版本放在所編譯的工程目錄 output 文件夾內。 例：如果我們編譯的是 apps 文件夾中的 xh0623_demo_pixel_light_ty工程，編譯版本為1.0.0，那么生成的固件將會放在 apps/xh0623_demo_pixel_light_ty/output/1.0.0 中。

編譯后的產物如上圖所示，這里主要關注的xh0623_demo_pixel_light_ty_QIO_1.0.0.bin、xh0623_demo_pixel_light_ty_UA_1.0.0.bin和xh0623_demo_pixel_light_ty_UG_1.0.0.bin這三個文件。

上傳固件

自定義開發固件如果不上傳到云平臺，直接將 UA 文件燒錄到已授權的模組中，會導致配網一直無法成功。 進入涂鴉 IoT 平臺，在開發的產品中找到“硬件開發”，按照下圖指示點擊“新增自定義固件”，填寫相關固件信息。 “固件標識名”必須和您編譯時的 apps 下的工程文件夾的名稱一致。 如果固件標識名填寫為 wifi_one_light，上傳的固件應為 SDK 包中 apps 目錄下的 wifi_one_light 文件夾中編譯所生成的固件。 “Flash 大小”為 16Mbit 也就是 2M 大小。不同模組的 flash 大小可以在涂鴉文檔中心 中查看相關模組的 flash 大小。 1byte(字節) = 8bit(位)。 16Mbit / 8 = 2M。 相關信息填寫完成后（沒有被②的框框圈到使用默認設置即可），點擊“上傳固件”，進入“上傳固件“步驟。

“固件版本”需要和編譯時輸入的版本號對應一致。“生產固件”上傳包含 QIO 的 bin 文件，“用戶區”上傳包含 UA的bin 文件，“升級固件”上傳包含 UG 的 bin 文件。運行模式選擇 QIO。點擊保存。 注意：該順序不一定固定，在后續固件管理中就不是按照“生產固件”，“用戶區固件”和“升級固件”的順序來排序，所以一定要看清楚是什么類型的固件在進行上傳。

點擊“進行固件上架”。

選擇“不限范圍”，點擊“確認上架”。 注意：這里選擇不限范圍是為了方便個人開發。如果是公司將要量產的產品，請嚴格限定固件的使用范圍。

燒錄授權

通過涂鴉 IoT 開發平臺涂鴉模組二次開發方案成功生成固件，或使用自定義開發方案生成固件并上傳到涂鴉 IoT 開發平臺后，下一步需要對模組進行燒錄授權。 本文將詳細講解 3 種不同的燒錄授權方式： 自定義開發燒錄授權：適用于發布階段，使用自定義開發方式創建的產品。 三明治開發板方式燒錄授權：僅適用于涂鴉三明治開發板的燒錄授權。 使用原廠工具燒錄：適用于開發階段。方案的特點是授權一次，重復燒錄。

燒錄準備工作

燒錄授權所需工具如下：

1. PMS 賬號
2. CBU Nano開發板或涂鴉WiFi模組+usb轉UART串口工具
3. 云模組燒錄授權工具
4. 原廠燒錄工具

PMS 賬號

PMS賬號申請網址：

https://pms.tuya.com/login

PMS是涂鴉智慧生產管理系統，一個輕量化的生產管理系統，助力中小微生產企業實現降本、提質、增效和減存，完成數字化轉型。 登錄涂鴉PMS系統。登錄成功后，依次點擊知識庫管理->軟件下載->生產解決方案開始下載「生產解決方案」。

安裝過程中，程序安裝的位置可以根據自身需求進行設置，建議不要有中文路徑，避免出現一些意想不到的問題。 安裝完成后，啟動「生產解決方案」，登錄的賬號和密碼與涂鴉PMS系統（涂鴉智造）的賬號和密碼一樣。 由于是開發CBU Wi-Fi & Bluetooth 模組，故選擇生產測試->云模組即可。

選擇文件->設置，進行燒錄設置，授權波特率最好設置在9600。

授權設置

點擊產品->三明治開發板->綁定開發板進行綁定。

一般情況下，開發板背部都有一張標簽，上面附帶了ID和密碼。

點擊申請新的授權碼，即可選擇需要添加的產品。

使用云模組燒錄授權平臺燒錄

設置完畢之后將授權碼輸入到生產憑證中，選擇燒錄模式。

點擊運行，在對開發板進行復位就可以進行下載。

原廠工具燒錄UA文件

使用該方法只能燒錄應用區固件，無法給模組進行授權操作。可以使用該方法給已經授權過的模組進行燒錄，避免每次更新代碼生成固件后都要上傳到涂鴉loT平臺使用「云模組燒錄授權平臺」工具進行燒錄授權。 下降鏈接如下：

https://images.tuyacn.com/smart/shiliu_zone/SOC_Develop/tools/bk_writer_gui_V1.6.3.rar

使用此方法只能燒錄應用區固件，無法給模組進行授權操作。可以使用該方法給已經授權過的模組進行燒錄，避免每次更新代碼生成固件后都要上傳到涂鴉 IoT 開發平臺使用云模組工具進行燒錄授權。 按照下圖步驟，在箭頭 ① 所指向的燒錄對象中，根據實際燒錄的模組選擇對應的芯片型號，可在文檔中心查看相關模組規格書，確認模組使用的芯片型號。 單擊箭頭 ② 指向的瀏覽按鈕，選擇成功編譯生成的包含了 UA 字樣的 bin 文件（該文件就是應用區固件，這里選擇的固件就是wifi_one_light）。 在箭頭 ③ 和箭頭 ④ 指向的起始地址中填入0x00011000，操作長度中填入0x00119000。 在箭頭 ⑤ 指向的位置選擇正確的燒錄串口，將箭頭 ⑥ 指向的通訊波特率調整為最高，可以加快燒錄速度。 單擊箭頭 ⑦ 指向的燒錄，給模組通斷電或復位模組使模組重啟，開始燒錄。燒錄完成后，更改后的代碼就成功燒錄到模組中。你可以不再使用云模組工具對該模組再次進行授權操作。 燒錄設置如下所示。

燒錄完成如下所示。

涂鴉APP

可以在涂鴉手機APP中對模組進行添加。 一般情況下可以自動識別出來。

若沒有識別，點擊照明，燈帶進行添加。

若APP無法搜索到模組，需要對模組進行重置，查看原理圖可以知道P9管腳對應用戶按鍵。

查看/home/share/samba/ty_iot_light_app_sdk_bk7231n_0.1.1/app/xh0623_demo_pixel_light_ty/include/src/light_button/light_button_init.c下有個按鍵配置代碼，可以看到對按鍵點擊4次可以進入復位模式。

幻彩燈帶功能介紹

涂抹功能

用戶可以根據自己的喜好給燈帶進行設置，配置為自己喜歡的顏色組合，例如配置為藍綠紅。

實際配置如下所示。

還有豐富的色卡組合。

場景設置

用戶可以根據自己的喜好定義場景。

例如設置為海上焰火，效果如下所示。

音樂律動

音樂律動分為本地模式和APP模式，在本地模式下有搖滾、爵士、古典、滾動、能量、頻頻。 以爵士為例，設置之后可以選擇靈敏度來改變燈帶頻率。

實際演示如下所示。

在APP模式下，燈光根據手機麥克風采集到的音樂隨之律動。 如設置為音樂律動，顯示如下所示。

其他功能

用戶可以給幻彩燈帶進行設置，指定打開時間。 同時也可以定義燈帶的長度。

審核編輯：湯梓紅