Intel Edison —— 控制GPIO接口，网页显示传感器数值

2022-10-26 21:23:37

前言

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Intel XDK IoT 开发环境很久之前就上手了，比较惊艳，现在终于轮到介绍它了。本文初步介绍node.js，根据示例一步步写。当然你也可以去看官方示例。

说到XDK开发环境，就不得不提node.js，从名字就可以看出来和JavaScript密切相关，其主要擅长轻量级网页应用开发，即使存在不足，但是瑕不掩瑜，现在相当热门。群里好几个人安利它了，推荐学习ES6标准。关于它的具体评价可以去知乎看看，本身中文免费学习资料也很多，相信不难上手。

本文你将学到：

Intel XDK 安装配置使用
Node.JS入门
用户空间访问GPIO
mraa库访问GPIO
写一个网页显示传感器数值的示例

安装使用Intel XDK

elecfans论坛这个的介绍很多啦，我就不再重复，注意：Intel好像把它放在Amazon云（AWS）上的，最好挂代理下载。注册后才能使用html5开发。另外Edison使用的Yocto系统自带node.js。

【1、XDK界面简介】设备选择界面一般都可以自动识别，也可以手动添加，支持有线（MicroUSB）、无线、蓝牙连接；主窗口、SSH、串口集成到一起了，方便开发，功能区最右边有齿轮的按钮可以对开发板进行设置，升级库等操作。另外这个代码编辑器支持非常多的编程语言，默认使用JS。

由浅入深node.js示例之Hello World

Hello World！

首先新建一个空白项目：

点击左下角START A NEW PROJECT，选择空白项目输入保存位置和项目名称，在代码编辑区输入以下代码：

console.log("Hello World");

我们执行看看：

当然你也可以ssh登录到edison，创建helloworld.js，手动执行

node helloworld.js

这种方式感觉是不是和Python很像，它们属于解释型语言，和C那种编译型语言不同。

在网页上显示Hello World

如何实现这一功能？是不是要大费周章，安装Web服务器如Apache、Ngnix，经过复杂的配置，然后再写个网页呢？前面讲过，node.js非常适合轻量级网页应用，让我们来看看：

新建一个文件helloworld_on_web.js，代码如下

var http = require('http');

http.createServer(function (request, response){

    response.writeHead({'Content-Type' : 'text/plain'});

    response.write("Hello World");

    response.end();

}).listen(2000);

此时在浏览器地址栏中输入[edison_IP地址]:2000，回车后即可看到效果：

代码应该都读得懂，当访问这个页面时，产生的request (请求)会返回相应文本。

与传感器互动

前面有了Hello World入门，我们下面来请出今天的主角，一般来说，传感器数值有两种，模拟变量和数字变量，相当于统计学中的二分类变量和连续变量，前者如性别（男或女），药物反应（阳性或阴性），0或1等；后者如心跳频率，体温，环境亮度等。我们这里以红色发光LED二极管和温度传感器为例。Grove接口防呆设计很不错，得益于Seeed Studio强大的影响力，国际上兼容此种接口的设备比较多，模块质量也挺好。缺点就是价格贵，和普通三针模块、拓展板不兼容。。。故意的吧你们。A0 - A3 代表模拟（Analog），D2 - D8 代表数字（Digital）。

用户空间方式控制发光二极管点亮熄灭

Kit里提供了红、绿、蓝三种颜色的LED，选用红色因为它波长短，大半夜不刺眼。另外关于发光LED正负极怎么看，有三种方法：a. 长正短负；b. 负极一侧边缘是平的或者有凹槽； c. 灯芯里三角形的是负极。另外LED发光二极管有个特性，耐压不耐流，也就是一般来说，只要超过启动电压就可以亮，几十伏上百伏一般也没问题，但是电流不宜过大，很容易烧坏，可以看到LED插座模块上有很多限流电阻。

Edison板子上引脚兼容Arduino，如果用Arduino IDE编程会很方便，但是使用用户空间访问GPIO接口，会很麻烦，这里做演示就是为了告诉你们有封装好的库多么方便啊。非常推荐Intel的小册子《Internet of Things with Intel Edison GPIO on Edison》(链接：http://pan.baidu.com/s/1kV6Qhmv 密码：ml07)，感谢emutex labs 的工作，emutex 网站找不到相关网页了，这里有个残本。以下内容将参考Intel的小册子。

点亮熄灭LED

我这里仅演示sysfs用户空间控制D7，其他模拟端口的读写自己看册子吧，大多数估计看完这个示例就赶紧跑了，尼玛太麻烦了吧。以数字接口D7为例，Arduino IDE里的Blink例程是这样的：

有点简单呢对吧，我们来看看low-level是什么样子的，首先看一下查看 sys用户空间文件系统节点信息：

想要使用一个引脚，一般首先需要export出来，然后设置方向(direction，输入还是输出)，里面的value就是引脚的值（可以读取。设置）。我们来看看数字引脚7（D7）：

gpio255负责设置D7是用来输入还是输出；gpio223是一个上拉电阻；gpio48相当于D7的值。

下面我们来演示如何点亮、熄灭LED：

准备工作：将Edison底板上的J9跳线接头接到2、3位上，调整Grove拓展板为3.3V电平。关于Edison Arduino 底板上跳线接头的定义作用可以看官方说明。

# 引出核心引脚48和附属引脚223、255、214,214是啥我也不清楚

echo –n "48" > /sys/class/gpio/export

echo –n "223" > /sys/class/gpio/export

echo –n "255" > /sys/class/gpio/export

echo –n "214" > /sys/class/gpio/export

# 设置引脚方向（输入、输出）

echo –n "out" > /sys/class/gpio/gpio48/direction

echo –n "in" > /sys/class/gpio/gpio223/direction # (禁用上拉电阻)

echo –n "out" > /sys/class/gpio/gpio255/direction

echo –n "out" > /sys/class/gpio/gpio214/direction

# 设置GPIO引脚的值

echo –n "1" > /sys/class/gpio/gpio214/value

echo –n "1" > /sys/class/gpio/gpio255/value

# 点亮或熄灭 LED

echo –n "1" > /sys/class/gpio/gpio48/value # (点亮LED)

echo –n "0" > /sys/class/gpio/gpio48/value # (熄灭LED)

教练，我要封装方便下次调用！

如果你懂得linux下shell编程，我们可以写一个脚本例如led.sh，将gpio引脚号与Arduino引脚对应，自动完成初始化（引脚引出，设置方向，设置初始值等），然后想实现点亮熄灭的功能只需输入选项0或1给led.sh即可。

想法挺好啊，很方便嘛，仔细一想，这不就是封装成Arduino里面那句吗。。。哭死。。。

void setup(){

  pinMode(7,OUTPUT);

}

使用Intel XDK + Node.JS访问传感器模块

mraa和ump库

Intel为我们提供了GPIO使用例程和常用元器件的使用例程，前者叫mraa，者叫ump库，这样就不用那么麻烦去自己控制用户空间进行初始化了。Yocto系统自带，并且可以方便地使用Intel XDK IDE 那个齿轮按钮进行升级。

使用过树莓派 (Raspberry Pi) 的玩家相信很熟悉，因为用过RPi.GPIO和wringPi库。

读取并在网页显示光敏电阻和周围温度

光敏电阻其实分为好多种，有那种开关型的也有这种测量亮度型的。在seeed的wiki页面查找这两个传感器的示例用法（Arduino Language），分别如下：Light Sensor、Temperature Sensor，两者都是模拟传感器，接在Analog Input接口。

// 导入mraa库

var mraa = require("mraa");

// 绑定引脚

var light_sensor_pin = new mraa.Aio(0);

var temp_sensor_pin = new mraa.Aio(1);

// 创建web应用服务

var http = require('http');

var app = http.createServer(function (req, res) {

    'use strict';

    // 亮度值

    var a = light_sensor_pin.read();

    console.log("Analog Pin (A0) Output: " + a);

    //node.js不区分浮点型和整型变量，所有数值均以浮点型表示

    var light_level = (1023-a)*10/a;

    // 温度值

    var b = temp_sensor_pin.read();

    console.log("Analog Pin (A1) Output: " + b);

    var temperature = 1.0/(Math.log(1023.0/b-1.0)/4275+1/298.15)-273.15;

    res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'});

    res.end('<h1>测量值</h1><p>亮度: ' + light_level + ' K</p><p>温度: ' + temperature + ' C</p>');

}).listen(3000);

结果如图所示：

推荐直接显示英文的了。另外seeed官方示例使用Arduino（C-Like），改为node.js时需要注意，比如浮点变量，比如log函数（Math.log in JavaScript）。

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