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[uCOS/RTOS] 【RT-Thread作品秀】使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表

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akqbdlk|  楼主 | 2020-5-6 13:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
rtthread, touchgfx, 数字仪表, DIY, RT-Thread
本帖最后由 akqbdlk 于 2020-6-12 16:10 编辑

概述
学习一门新技术，最好的办法是带着需求去学习，在项目中不断磨练自己，而不是漫无目的的去学，有了需求驱动，才更容易获得学习成果和完成项目后的成就感。

通过本项目涉及到的技术有：RT-Thread系统、TouchGFX、MQTT、HTTP、JSON、微信小程序、面向对象编程思想等。每个关键词里都有很多值得深究的技术细节。

本项目所要实现的功能有：
1. 显示屏第一页显示时钟、近三天天气预报和传感器数值
2. 显示屏第二页可以进行传感器阈值设置和开关控制
3. 传感器：温湿度传感器（SHT30），空气质量传感器 （MQ135）
4. 传感器阈值语音提醒，闹钟语音提醒
5. 传感器数值可以通过微信小程序显示，可以通过微信小程序进行开关控制、设置阈值和闹钟时间
6. 支持二次开发，增加更多扩展功能

硬件框架
596055eb2450fe5bd9.png
硬件端：
主控芯片：STM32F746IGT6
操作系统：RT-Thread v4.0.2
GUI：TouchGFX
开发工具：MDK5.29、TouchGFX 4.13.0 Designer、STM32CubeMX5.6.0、微信开发者工具
时间获取：软件模拟RTC+NTP自动网络对时
天气获取：通过http客户端get心知天气网络API获取天气信息
温湿度传感器SHT30：使用I2C总线获取数据
环境传感器MQ-135（氨气、甲苯）：使用ADC读取数据和IO口读取阈值
网络：使用ESP8266当作无线网卡来链接网络
5寸电容屏：使用I2C总线驱动触摸，LCD使用RGB565格式，GUI使用touchgfx
中文TTS文字转语音模块：使用UART发送文字转换语音

服务器端：
云端服务器：阿里云物联网平台
通信方式：MQTT

微信小程序：
编程语言：CSS、XML、JavaScript
通信方式：MQTT over WebSocket

软件框架
设备连接物联网平台，与物联网平台进行数据通信。物联网平台可将设备数据流转到其他阿里云产品中进行存储和处理。以下是物联网系统的拓扑架构：
600795eb245434ed29.png
本项目的物联网后台部分采用的是阿里云物联网平台，借助阿里云丰富的服务，可为后期扩展更多实用的功能，STM32硬件平台作为设备终端，人机设备采用微信小程序，通信协议为MQTT。

RT-Thread使用情况概述
RT-Thread系统介绍：
RT-Thread的内核对象模型是一种非常有趣的面向对象实现方式。系统级的基础设施都是一种内核对象，例如线程，信号量，互斥量，事件，邮箱，消息队列和定时器，内存池，设备驱动等。对于每一种具体内核对象和对象控制块，除了基本结构外，还有自己的扩展属性（私有属性）。因此从面向对象的观点，可以认为每一种具体对象是抽象对象的派生，继承了基本对象的属性并在此基础上扩展了与自己相关的属性。下图则显示了 RT-Thread 中各类内核对象的派生和继承关系：
866505eb245626dddd.png
在对象管理模块中，定义了通用的数据结构，用来保存各种对象的共同属性，各种具体对象只需要在此基础上加上自己的某些特别的属性，就可以清楚的表示自己的特征。这种设计方法有两大优点：
  • 提高了系统的可重用性和扩展性，增加新的对象类别很容易，只需要继承通用对象的属性再加少量扩展即可；
  • 提供统一的对象操作方式，简化了各种具体对象的操作，提高了系统的可靠性。


RT-Thread使用情况：
内核部分：
  • 线程间同步：信号量、互斥量
  • 线程间通信：邮箱、消息队列
  • 内存管理：memheap管理算法
  • I/O 设备管理：PIN设备、I2C设备、UART设备、ADC设备、RTC设备、TOUCH设备


组件部分：
  • FinSH控制台；
  • ulog日志；
  • netdev网卡；
  • AT命令；
  • SAL 套接字抽象层；


软件包部分：
  • 阿里物联网SDK包：ali-iotkit-latest；
  • AT设备软件包：at_device-latest;
  • TLS软件包：mbedtls-latest;
  • JSON软件包：cJSON-latest;
  • 网络工具包： netutils-latest;
  • 触摸屏软件包：gt9147-latest；
  • sht3x软件包：sht3x-latest；
  • webclient软件包：webclient-latest；


分类使用说明：
用于连接网络的部分：UART设备；netdev网卡；AT命令；SAL 套接字抽象层；at_device-latest;
715705eb245f28fbaf.png
用于同步时钟的部分：RTC设备；netutils-latest;
用于获取天气的部分：cJSON-latest;webclient-latest；
用于获取温湿度的部分：I2C设备；sht3x-latest；
用于获取空气质量的部分：ADC设备；PIN设备；
用于触摸的部分：I2C设备；gt9147-latest；
用于链接阿里云物联网平台的部分：ali-iotkit-latest；mbedtls-latest;cJSON-latest;

软件模块说明
TouchGFX介绍：
TouchGFX 4.13版具备了将动画推到60FPS的功能，还增加了可缓存容器、不完全帧缓冲区以及新的L8压缩格式等性能，这表明了 ToughGFX 不断追求优化性能和持续迭代的匠心。4.13版本还解决了另一个问题：嵌入式系统开发人员的用户界面可访问性。通过将TouchGFX Generator集成到 STM32CubeMX 中，经验较少的工程师在使用 TouchGFX 4.13 时，可以通过 STM32CubeMX 这个广为流行的 ST 实用软件程序快速启动项目。这样做的目的在于降低开发者入门门槛，让专业人士和爱好者都能受益于这个交互式的高效解决方案。

微信小程序链接阿里云物联网平台说明：
阿里云IOT物联网平台支持基于WebSocket的MQTT协议。可以首先使用WebSocket建立连接，然后在WebSocket通道上，使用 MQTT 协议进行通信，即MQTT over WebSocket！

演示效果
1.jpg
2.jpg
228885eb246c9dcace.png 105855eb246d45e78a.png

视频演示链接：
https://www.bilibili.com/video/BV1Bg4y1B7re/

## 代码地址
1.W25Q2xx下载算法
2.STM32F429使用STM32CUBMX5.6移植touchGFX4.13的demo
3.TouchGFX4.10使用MVP架构来实现GUI和硬件的双向交互的demo
4.STM32F767使用STM32CUBMX5.6移植touchGFX4.13的demo
5.移植touchgfx官方游戏例程的demo
6.把TouchGFX移植到RTThread系统的demo
7.本项目的完整代码
8.微信小程序
项目详细教程（未完待续）：
1.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（一）——使用STM32CUBMX5.6移植touchGFX4.13
2.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（二）——把TouchGFX移植到RTThread系统
3.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（三）——获取温湿度传感器数据
4.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（四）——同步网络时间
5.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（五）——同步天气信息
6.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（六）——链接阿里云物联网平台
7.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（七）——使用MQTT.fx模拟手机设备进行M2M设备间通信
8.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（八）——开发微信小程序




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akqbdlk|  楼主 | 2020-5-6 13:19 | 显示全部楼层
链接怎么没出来！，在浏览器上复制链接打开吧
视频演示链接：
[https://www.bilibili.com/video/BV1o54y1Q7nQ/](https://www.bilibili.com/video/BV1o54y1Q7nQ/)
代码地址
1.[W25Q2xx下载算法](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/W25QXX_Template)
2.[STM32F429使用STM32CUBMX5.6移植touchGFX4.13的demo](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/1_STM32F429_TouchGFX_transplant/enxcubetouchgfx)
3.[touchGFX4.10使用MVP架构来实现GUI和硬件的双向交互的demo](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/2_TouchGFX_MVP/oldtouchgfx)
4.[STM32F767使用STM32CUBMX5.6移植touchGFX4.13的demo](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/3_STM32F767_RTThread_TouchGFX/1_freertos_TouchGFX_transplant)
5.[移植touchgfx官方游戏例程的demo](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/3_STM32F767_RTThread_TouchGFX/2_freertos_Start_game)
6.[把TouchGFX移植到RTThread系统的demo](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/3_STM32F767_RTThread_TouchGFX/3_rtthread_TouchGFX_transplant/stm32f767-fire-challenger)
7.[**本项目的完整代码**](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/3_STM32F767_RTThread_TouchGFX/5_rtthread_TouchGFX/stm32f767-fire-challenger)
8.[微信小程序](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/4_%E5%BE%AE%E4%BF%A1%E5%B0%8F%E7%A8%8B%E5%BA%8F/%E4%B8%8D%E4%BD%BF%E7%94%A8%E4%BA%91%E6%9C%8D%E5%8A%A1/wechat_ali_esp8266)
项目详细教程（未完待续）：
[1.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（一）——使用STM32CUBMX5.6移植touchGFX4.13](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/104870466)
[2.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（二）——把TouchGFX移植到RTThread系统](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105045469)
[3.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（三）——获取温湿度传感器数据](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105288898)
[4.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（四）——同步网络时间](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105343118)
[5.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（五）——同步天气信息](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105853620)
[6.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（六）——链接阿里云物联网平台](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105345856)
[7.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（七）——使用MQTT.fx模拟手机设备进行M2M设备间通信](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105514545)
[8.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（八）——开发微信小程序](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105669949)

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pangkitty| | 2020-5-6 14:46 | 显示全部楼层
优秀~

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akqbdlk|  楼主 | 2020-5-6 16:02 | 显示全部楼层
链接：
视频演示链接：
https://www.bilibili.com/video/BV1o54y1Q7nQ/
代码地址
1.[W25Q2xx下载算法](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/W25QXX_Template)
2.[STM32F429使用STM32CUBMX5.6移植touchGFX4.13的demo](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/1_STM32F429_TouchGFX_transplant/enxcubetouchgfx)
3.[touchGFX4.10使用MVP架构来实现GUI和硬件的双向交互的demo](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/2_TouchGFX_MVP/oldtouchgfx)
4.[STM32F767使用STM32CUBMX5.6移植touchGFX4.13的demo](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/3_STM32F767_RTThread_TouchGFX/1_freertos_TouchGFX_transplant)
5.[移植touchgfx官方游戏例程的demo](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/3_STM32F767_RTThread_TouchGFX/2_freertos_Start_game)
6.[把TouchGFX移植到RTThread系统的demo](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/3_STM32F767_RTThread_TouchGFX/3_rtthread_TouchGFX_transplant/stm32f767-fire-challenger)
7.[本项目的完整代码](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/3_STM32F767_RTThread_TouchGFX/5_rtthread_TouchGFX/stm32f767-fire-challenger)
8.[微信小程序](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/4_%E5%BE%AE%E4%BF%A1%E5%B0%8F%E7%A8%8B%E5%BA%8F/%E4%B8%8D%E4%BD%BF%E7%94%A8%E4%BA%91%E6%9C%8D%E5%8A%A1/wechat_ali_esp8266)
项目详细教程（未完待续）：
[1.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（一）——使用STM32CUBMX5.6移植touchGFX4.13](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/104870466)
[2.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（二）——把TouchGFX移植到RTThread系统](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105045469)
[3.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（三）——获取温湿度传感器数据](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105288898)
[4.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（四）——同步网络时间](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105343118)
[5.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（五）——同步天气信息](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105853620)
[6.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（六）——链接阿里云物联网平台](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105345856)
[7.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（七）——使用MQTT.fx模拟手机设备进行M2M设备间通信](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105514545)
[8.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（八）——开发微信小程序](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105669949)

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akqbdlk|  楼主 | 2020-5-6 17:03 | 显示全部楼层
不能回复？

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akqbdlk|  楼主 | 2020-5-6 17:04 | 显示全部楼层
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1.[W25Q2xx下载算法](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/W25QXX_Template)
2.[STM32F429使用STM32CUBMX5.6移植touchGFX4.13的demo](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/1_STM32F429_TouchGFX_transplant/enxcubetouchgfx)
3.[touchGFX4.10使用MVP架构来实现GUI和硬件的双向交互的demo](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/2_TouchGFX_MVP/oldtouchgfx)
4.[STM32F767使用STM32CUBMX5.6移植touchGFX4.13的demo](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/3_STM32F767_RTThread_TouchGFX/1_freertos_TouchGFX_transplant)
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8.[微信小程序](https://gitee.com/Aladdin-Wang/hellotouchGFX/tree/master/demo/4_%E5%BE%AE%E4%BF%A1%E5%B0%8F%E7%A8%8B%E5%BA%8F/%E4%B8%8D%E4%BD%BF%E7%94%A8%E4%BA%91%E6%9C%8D%E5%8A%A1/wechat_ali_esp8266)
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[1.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（一）——使用STM32CUBMX5.6移植touchGFX4.13](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/104870466)
[2.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（二）——把TouchGFX移植到RTThread系统](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105045469)
[3.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（三）——获取温湿度传感器数据](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105288898)
[4.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（四）——同步网络时间](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105343118)
[5.使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表（五）——同步天气信息](https://blog.csdn.net/sinat_31039061/article/details/105853620)
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gyh974| | 2020-5-6 19:15 | 显示全部楼层
强

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fwloveu| | 2020-5-8 09:11 | 显示全部楼层
楼主厉害，学习了

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ilymqdh| | 2020-5-8 11:11 | 显示全部楼层
楼主非常棒
赞一个

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flyingcys| | 2020-5-10 15:34 | 显示全部楼层
楼主厉害，学习

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21ic小喇叭| | 2020-5-11 15:44 | 显示全部楼层
感谢分享，送您1000家园币，家园币可以兑换礼品或抽奖~

作者大大加油，继续完善帖子，在帖子完结时，要上传方案文档作为附件哦

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21ic小喇叭| | 2020-5-11 15:44 | 显示全部楼层
因为您的帖子非常优秀，我们的工作人员会联系您，给您寄出一份小礼物~

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akqbdlk|  楼主 | 2020-5-12 08:47 | 显示全部楼层
21ic小喇叭 发表于 2020-5-11 15:44
因为您的帖子非常优秀，我们的工作人员会联系您，给您寄出一份小礼物~

非常感谢，后续会继续更新文章

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tso9001| | 2020-5-12 09:23 | 显示全部楼层
支持一下

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ddc21ic| | 2020-5-13 14:24 | 显示全部楼层
bi站视频不见了？

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akqbdlk|  楼主 | 2020-5-30 18:06 | 显示全部楼层
演示视频：https://www.bilibili.com/video/BV1Bg4y1B7re/

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王紫豪| | 2020-6-1 08:59 | 显示全部楼层
楼主洛阳的吗

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akqbdlk|  楼主 | 2020-6-1 16:06 | 显示全部楼层
王紫豪 发表于 2020-6-1 08:59
楼主洛阳的吗

是的，老乡吗，可以加我微信，17630350805

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akqbdlk|  楼主 | 2020-6-3 16:06 | 显示全部楼层
【RT-Thread作品秀】使用RTThread和TouchGFX实现DIY数字仪表.pdf (1.42 MB, 下载次数: 51)

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wandersky| | 2020-6-10 13:04 | 显示全部楼层
楼主厉害

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mo_chen 2020-12-10 15:17 回复TA
优秀 
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