iotduino 将 JavaScript 带入微秒时代。

在本文中，我们将介绍如何使用 Node/JavaScript 为 Arduino 兼容的 PCDuino 开发物联网应用。我们将 JavaScript 带入微秒级领域，其中 digitalWrite 操作需要 6-7 微秒，digitalRead 操作需要 4-5 微秒。

物联网项目有许多可用的技术和框架。本文重点介绍使用 Node.js（软件方面）和 PCDuino v3 控制器（硬件方面）。PCDuino v3 价格约为 50 欧元，是一款小巧但功能强大的迷你 PC 和开发板，可访问硬件 GPIO（通用输入输出引脚）。GPIO 引脚的物理布局与知名的 Arduino UNO 板完全相同。目前，操作系统可以选择 Android 4.2 和 Ubuntu 12.04。在使用 Ubuntu 时可以安装 Node.js，它可以用于访问硬件资源（例如，用于读取温度传感器）、提供 HTTP 服务器实例以及创建 Web 应用程序。要访问硬件资源，需要使用官方 npm 仓库中提供的 iotduino 开源模块。

iotduino 模块能够复制以下知名的 Arduino 特定功能

• pinMode( pin, state) - 将引脚模式设置为 INPUT (0x0)、OUTPUT (0x1) 或 INPUT_PULLUP (0x2)
• digitalRead( pin) - 读取选定引脚的当前状态。
• digitalWrite( pin, state) - 在使用 OUTPUT 作为状态参数调用 pinMode 后，将引脚状态设置为 LOW (0x0) 或 HIGH (0x1)。
• analogRead( pin) - 读取模拟引脚的值。引脚 A0 和 A1 具有 6 位 ADC 分辨率（因此方法返回的值在 [0, 63] 区间内），而引脚 A2、A3、A4 和 A5 具有 12 位 ADC 分辨率（因此方法返回的值在 [0, 4095] 区间内）。请注意，ADC 参考电压为 3.3V（嗯，大致如此，取决于许多因素），因此您可以测量高达 3.3V 的正电压（如果需要，可以使用电阻分压电路测量更高的电压）。
• analogWrite( pin, value) - 在选定引脚上创建 PWM 效果。支持的引脚为 GPIO3、GPIO5、GPIO6、GPIO9、GPIO10 和 GPIO11。value 参数是 [0, 255] 范围内的整数。该方法与 setPwmFrequency 方法结合使用。
• setPwmFrequency( pin, frequency) - 为指定的引脚设置 PWM 频率。引脚 GPIO5 和 GPIO6 仅支持：195Hz、260Hz、390Hz、520Hz 和 781Hz，而引脚 GPIO3、GPIO9、GPIO10 和 GPIO11 支持 [126, 2000]Hz 范围内的整数值。
• pulseIn( pin, state, timeout) - 读取指定引脚和给定状态的脉冲时间。它以微秒为单位返回值。
• micros() - 读取自 Epoch（1970 年 1 月 1 日，00:00:00 UTC）以来的已用微秒数（C/C++ 中的 unsigned long 类型取模）。
• delay( milliseconds) - 将代码执行暂停指定的毫秒数。
• delayMicroseconds( microseconds) - 将代码执行暂停指定的微秒数。

为了简化代码读取，以下常量组可用

• PinMode - 定义引脚模式状态。可能的值：INPUT、OUTPUT 和 INPUT_PULLUP。替代方案：使用 0、1 和 2。
• PinState - 定义可能的引脚状态。可能的值：LOW 和 HIGH。替代方案：使用 0 和 1。
• Pins - 定义存在的引脚。可能的值：GPIO0、GPIO1、... GPIO23、A0、A1、A2、A3、A4、A5。替代方案：使用 0、1、... 23 来标识 GPIO，使用 0、1、2、3、4、5 来标识模拟引脚。

安装此模块非常简单

  npm install iotduino

  npm install -g iotduino

  Error: Cannot find module 'iotduino'

  var duino = require( 'iotduino'),
      pinMode = duino.PinMode, pinState = duino.PinState,
      pins = duino.Pins, ledPin = pins.GPIO13;

  // pin 13 (GPIO13) is set as OUTPUT
  duino.pinMode( ledPin, pinMode.OUTPUT);
  // repeat every 500 milliseconds, 2 times per second
  setInterval( function () { 
    // alternate the pin state between HIGH and LOW 
    duino.digitalWrite( ledPin, !duino.digitalRead( ledPin));
  }, 500);

  node blink.js 

  var duino = require( 'iotduino'),
      pinMode = duino.PinMode, pinState = duino.PinState,
      pins = duino.Pins, trigPin = pins.GPIO2, echoPin = pins.GPIO3, 
      distanceCm = -1;

  // the trigger pin (GPIO2) is set as OUTPUT
  duino.pinMode( trigPin, pinMode.OUTPUT);
  // the echo pin (GPIO3) is set as INPUT
  duino.pinMode( echoPin, pinMode.INPUT);
  // read the sensor every 333 milliseconds, ~3 times per second
  setInterval ( function () { 
    // the sensor receives LOW at the trigger pin, 
    // to prepare it for data reading
    duino.digitalWrite( trigPin, pinState.LOW);
    // wait for the sensor to get ready
    duino.delayMicroseconds( 2);
    // inform the sensor that we want to make a reading
    duino.digitalWrite( trigPin, pinState.HIGH);
    duino.delayMicroseconds( 10);
    // end the commands chain to the sensor
    duino.digitalWrite( trigPin, pinState.LOW);
    // read the value HIGH time period from the sensor
    // and compute the distance based on it and the physical laws
    distanceCm = duino.pulseIn( echoPin, pinState.HIGH, 100000) / 58.0; 
    // show the distance value in the console
    console.log( "Distance: " + distanceCm.toFixed(2) + " cm");
  }, 333);