让我们制作一块智能手表

Pooja Baraskar

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2015年10月17日

CPOL

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英特尔爱迪生足够小巧，可以用作可穿戴设备，那么我们为什么不制作一个基于爱迪生的智能手表呢？

英特尔爱迪生简介
规格
编程方法
使用爱迪生进行原型开发
为什么要选择爱迪生？
让我们制作一块智能手表
要求
让爱迪生准备好编程
设置串口终端
连接到Wi-Fi
建立连接
智能手表的编程
显示时间和温度的代码
发送短信的代码
加速度计和陀螺仪的代码
通过按键打开手电筒的代码
将数据发送到云端
工作
关注点
历史
参考文献

英特尔爱迪生简介

英特尔的计算模块，名为英特尔爱迪生，略大于一张SD卡。在对爱迪生进行了广泛的试验后，我彻底爱上了这款微型计算机。爱迪生的特点是——它既可以用于可穿戴设备，又足够强大来控制机器人。它是一个35.5 × 25.0 × 3.9毫米的模块，还配备了Yocto（一个Linux操作系统）。它内置了Wi-Fi和蓝牙，非常适合物联网项目。我们可以远程连接到爱迪生，并运行命令或访问文件系统。这通过SSH为开发人员提供了很大的灵活性。它的规格一定会让你印象深刻，它们是：

规格

英特尔®凌动™处理器，主频500MHz
100MHz Quark MCU
1GB LPDDR3内存
4GB eMMC闪存
WiFi (802.11a/b/g/n)
蓝牙 (4.0 和 2.1 EDR)
UARTs
I2C
SPI
USB
40个复用GPIO接口

编程方法

爱迪生可以与Arduino IDE一起使用，但为了充分利用它，您可以使用其他编程语言，如Python、Node.JS、C/C++。英特尔有自己的IDE，名为Intel XDK IoT edition，它使使用爱迪生进行编程变得容易。在为爱迪生设置编程环境时，您可以在Arduino IDE、Intel XDK或Eclipse之间进行选择。

使用爱迪生进行原型开发

为了保持爱迪生的小巧，所有的I/O引脚都被引出到一个70引脚的Hirose连接器。这个70引脚连接器不适合原型开发。与这些连接器连接非常困难，因此为了与爱迪生连接，我们需要一个带有匹配Hirose连接器的板。

目前可用的接口板有
Arduino扩展板
Mini Breakout Board（迷你转接板）
SparkFun Edison Blocks（SparkFun爱迪生模块）

如果您是爱迪生新手并想试用，**Arduino扩展板**是您的理想选择。它将给您带来类似Arduino的感觉，并且基于Arduino的扩展板也兼容此板，但它比英特尔伽利略略大。其功能包括：

• 20个数字输入/输出引脚，其中4个引脚可用作PWM输出
• 6个模拟输入
• 1个UART (RX/TX)
• 1个I2C
• 1个ICSP 6针接头 (SPI)
• 微型USB设备连接器或 (通过机械开关) 专用标准尺寸USB主机Type-A连接器
• 微型USB设备 (连接到UART)
• 微型SD卡连接器
• 直流电源插孔 (7V – 15V 直流输入)

如果您想将爱迪生嵌入到项目中，那么您可以使用**Mini Breakout Board**或**SparkFun Edison Blocks**。它们比英特尔爱迪生稍大。Mini Breakout Board具有最少的功能，例如：

图片来源：Adafruit

• 暴露爱迪生模块的原生1.8V I/O
• 0.1英寸网格的I/O通孔焊点阵列
• 带USB Micro Type-AB连接器的USB OTG
• USB OTG电源开关
• 电池充电器
• 带USB Micro Type-B连接器的USB转设备UART桥接器
• 直流电源插孔 (7V – 15V 直流输入)

**SparkFun**拥有一整套用于接口、电源、传感器和执行器的模块。您可以在此处浏览它们，并为您的爱迪生项目找到一个或多个合适的模块。

为什么要选择爱迪生？

爱迪生是一款低功耗物联网计算模块，因此为了降低功耗，处理器也略大于SD卡。它是可穿戴项目的最佳选择。

我们来制作一个智能手表

爱迪生足够小巧，可以在可穿戴项目中使用，那么我们为什么不用这款微型计算机制作一个智能手表呢？我将使用Arduino扩展板进行原型开发，尽管在原型阶段它看起来不会完全像智能手表，但它将具备所有功能，之后我们可以努力使其模块化和紧凑。在原型开发中，我使用了16*2 LCD模块进行显示，因为我当时没有OLED显示屏，如果您有，可以使用OLED显示屏，因为它功耗低且更小。我很快就会用OLED更新这个项目。那么，我们来看看爱迪生智能手表的功能：

持续显示时间
监测并显示附近温度，并发送至云端
一键发送短信。
手电筒
计步器和睡眠监测器。

要求

Micro USB连接线

跳线

我正在使用Grove传感器，因为它使原型开发变得容易。您会在Grove爱迪生入门套件中找到本项目中使用的大多数传感器。如果您是物联网新手，Seed Studio Grove入门套件将帮助您轻松开始开发，因为您无需担心电路和其他电子设备。有了Grove扩展板和传感器模块，您可以轻松创建任何东西，而无需过多担心电子元件。无需通过焊接或面包板来管理传感器。这篇文章“Grove入门套件与英特尔伽利略二代：入门”将指导您如何设置和运行Grove入门套件，尽管它是针对伽利略二代的，但所有内容对于英特尔爱迪生来说都是类似的。我目前使用的是Adafruit的Flora加速度计/指南针，它工作正常，但由于它是可缝合模块，所以在连接时您需要多做一些工作。如果您没有任何传感器，我建议您使用Grove - 6轴加速度计和指南针或Adafruit的加速度计/指南针LSM303。

让爱迪生准备好编程

根据您电脑的配置从https://software.intel.com/en-us/iot/software/installers下载安装程序。
运行安装程序，它会询问您想要安装的编程环境和IDE。根据您的偏好选择一个或多个。对于本项目，我正在使用Intel XDK并使用node.js进行编程。
设置串口终端：如果您想使用您的板子远程运行命令，您必须设置一个串口连接。首先从http://the.earth.li/~sgtatham/putty/latest/x86/putty.exe安装putty，然后运行安装程序。在菜单中展开“连接”并选择“串口”。现在在**串口行**中输入您的爱迪生连接的COM端口。在**速率**字段中，输入115200，并在**连接类型**中选择“串口”。点击确定，它将打开一个串口连接。按回车键，现在它会提示登录。输入您的凭据。默认用户名是root，没有密码。现在您将看到一个终端端口。
连接到Wi-Fi： 在串口终端输入此命令-
configure_edison --wifi , 爱迪生将扫描所有Wi-Fi网络约10秒。完成后，将显示可用网络列表。根据列表中的对应编号选择网络，输入Y并按回车。它会要求输入网络凭据，输入有效凭据后，您的爱迪生将连接到WiFi。
在您的网页浏览器中输入爱迪生的IP地址或“_http://edison.local_”，如果您的爱迪生已连接到网络，这将显示此页面。
现在，我们已经准备好开始开发我们的爱迪生项目。

建立连接

由于我们使用的是Grove的传感器，我们将使用Grove传感器附带的四针电缆进行连接。不用担心极性，因为您无法错误连接它们，它们只有在正确连接时才能插入。

1) 将您的爱迪生连接到电源，并通过USB线连接到您的电脑。

2) 启动需要15-20秒，之后堆叠Grove Base Shield。

3) 将温度传感器连接到模拟引脚A0

4) 将温度传感器连接到A1。

5) 将LCD显示屏连接到其中一个I2C端口

6) 将加速度计连接到另一个I2C端口。

7) 将Grove按钮连接到D2。

8) 将LED模块连接到D3。

9) 将触摸传感器连接到D4。

智能手表的编程

打开Intel XDK IoT edition，如果您的电脑尚未安装，请从https://software.intel.com/en-us/iot/downloads获取。
如果您已经使用Flash Lite Tool刷新了爱迪生，Node.Js将已安装在您的板上。
将IDE连接到您的爱迪生板。它会要求您输入用户名和密码，默认用户名是root，没有密码。

选择一个空白的Node.Js模板并创建一个新项目。

显示时间和温度的代码

var lcd = new jsUpmI2cLcd.Jhd1313m1(6, 0x3E, 0x62);

var groveSensor = require('jsupm_grove');

var today = setInterval(function ()
    {
    var d = new Date();
    var b= d.toTimeString();
    lcd.setColor(0, 255, 0);

// Go to the 2nd row, 6th character (0-indexed)

    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.write(b);
     var celsius = temp.value();
        var fahrenheit = celsius * 9.0/5.0 + 32.0;
        var t = Math.round(fahrenheit);
        lcd.setCursor(1, 1);
        lcd.write(t+" *F");
       v.saveValue(t);
}, 1000);

发送短信的代码

var twilio = require('twilio');


// Create a new REST API client to make authenticated requests against the

// twilio back end

var TWILIO_ACCOUNT_SID = '' ;

var TWILIO_AUTH_TOKEN = '';

var OUTGOING_NUMBER = '';

var TWILIO_NUMBER = '';


var client = new twilio.RestClient(TWILIO_ACCOUNT_SID, TWILIO_AUTH_TOKEN);


// Pass in parameters to the REST API using an object literal notation. The

// REST client will handle authentication and response serialzation for you.

client.sms.messages.create({

    to:OUTGOING_NUMBER,

    from:TWILIO_NUMBER,

    body:'Hi, sending from my Edison SmartWatch'

}, function(error, message) {

    // The HTTP request to Twilio will run asynchronously. This callback

    // function will be called when a response is received from Twilio

    // The "error" variable will contain error information, if any.

    // If the request was successful, this value will be "falsy"

    if (!error) {

        // The second argument to the callback will contain the information

        // sent back by Twilio for the request. In this case, it is the

        // information about the text messsage you just sent:

        console.log('Success! The SID for this SMS message is:');

        console.log(message.sid);


        console.log('Message sent on:');

        console.log(message.dateCreated);

    } else {

        console.log('error: ' + error.message);

    }

});

加速度计和陀螺仪的代码

var accelrCompassSensor = require('jsupm_lsm303');

// Instantiate LSM303 compass on I2C

var myAccelrCompass = new accelrCompassSensor.LSM303(0);


var successFail, coords, outputStr, accel;

var myInterval = setInterval(function()

{

        // Load coordinates into LSM303 object

        successFail = myAccelrCompass.getCoordinates();

        // in XYZ order. The sensor returns XZY,

        // but the driver compensates and makes it XYZ

        coords = myAccelrCompass.getRawCoorData();


    // Print out the X, Y, and Z coordinate data using two different methods

        outputStr = "coor: rX " + coords.getitem(0)

                                      + " - rY " + coords.getitem(1)

                                      + " - rZ " + coords.getitem(2);

        console.log(outputStr);

        outputStr = "coor: gX " + myAccelrCompass.getCoorX()

                               + " - gY " + myAccelrCompass.getCoorY()

                               + " - gZ " + myAccelrCompass.getCoorZ();

        console.log(outputStr);


    // Get and print out the heading

        console.log("heading: " + myAccelrCompass.getHeading());


    // Get the acceleration

        myAccelrCompass.getAcceleration();

        accel = myAccelrCompass.getRawAccelData();

    // Print out the X, Y, and Z acceleration data using two different methods

        outputStr = "acc: rX " + accel.getitem(0)

                               + " - rY " + accel.getitem(1)

                               + " - Z " + accel.getitem(2);

        console.log(outputStr);

        outputStr = "acc: gX " + myAccelrCompass.getAccelX()

                               + " - gY " + myAccelrCompass.getAccelY()

                               + " - gZ " + myAccelrCompass.getAccelZ();

        console.log(outputStr);

        console.log(" ");

}, 1000);


// Print message when exiting

process.on('SIGINT', function()

{

        clearInterval(myInterval);

        myAccelrCompass = null;

        accelrCompassSensor.cleanUp();

        accelrCompassSensor = null;

        console.log("Exiting");

        process.exit(0);

});

通过按键打开手电筒的代码

var groveSensor = require('jsupm_grove');

// Create the button object using GPIO pin 0

var button = new groveSensor.GroveButton(2);

// Read the input and print, waiting one second between readings


function readButtonValue() {
    console.log(button.name() + " value is " + button.value());
    var v=button.value();
    if(v==1){ led.on();}
    if(v==0){ led.off();}
}
setInterval(readButtonValue, 1000);

将数据发送到云端

var ubidots = require('ubidots');

var client = ubidots.createClient('YOUR-API-KEY');


client.auth(function () {

  this.getDatasources(function (err, data) {

    console.log(data.results);

  });

  var ds = this.getDatasource('xxxxxxxx');


  ds.getVariables(function (err, data) {

    console.log(data.results);

  });

  ds.getDetails(function (err, details) {

   console.log(details);

});


  var v = this.getVariable('xxxxxxx');


  v.getDetails(function (err, details) {

    console.log(details);

  });

  v.getValues(function (err, data) {

    console.log(data.results);

  });

这里我正在使用Ubidots作为物联网云，通过Ubidots我们可以有效地可视化数据。它支持各种设备，还可以触发一些操作，如发送邮件和消息。它还提供了许多API，以我们选择的语言加速我们的开发。因此，我选择了它的Node.Js库来与我的爱迪生交互。

设置Ubidots云

登录您的Ubidots账户，或在此处创建账户：http://ubidots.com/
选择“Sources”选项卡，然后点击“Add Data Source”创建一个新的数据源。这里我添加了我的爱迪生。

数据源创建后，我们需要为其添加变量。在此项目中，我们将发送温度数据，因此我们将创建一个单独的变量。

点击变量并复制变量ID。将其粘贴到您的代码中。

选择我的个人资料->API Keys。在此处获取您的API密钥。

在您的仪表板上添加一个您选择的部件，取决于您希望如何可视化数据。
我为温度传感器选择了折线图和表格值。通过查看表格值，您可以轻松确定温度的最后值，并通过图表可以评估温度的突然变化。

工作

您需要创建一个Twilio帐户来发送消息。将您从Twilio帐户获得的API密钥复制到代码中。在爱迪生上构建、上传和运行您的应用程序。它将下载NPM模块并将当前项目上传到爱迪生。使用Intel XDK IoT版时，您需要活跃的互联网连接。

您将在调试控制台中看到传感器值，如果一切正常，您会注意到数据正在发送到Ubidots云，并且通过触摸将消息发送到手机。按下按钮，这将打开手电筒，方便您在黑暗中查看，显示屏将显示当前时间和温度。

导航到Ubidots仪表板，您将看到传感器发送的所有数据在我们的部件中。您可以看到温度传感器记录的最新值以及关于变化的折线图。在这里，我还创建了一些警报，如果温度水平超过一定水平（通过短信向我们的手机发送警报）。

现在，当我们触摸触摸传感器时，一条短信会立即发送到我的手机。我使用的是Twilio试用账户，所以他们会在短信中添加一些其他文本。如果您获得付费账户，将不会看到任何Twilio广告。

http://poojabaraskar.com/grove-starter-kit-with-intel-galileo-gen-2-getting-started/

https://software.intel.com/zh-cn/iot/library/edison-getting-started

让我们制作一块智能手表

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