1.前言

在這個由兩部分組成的系列的第一部分中，我談到了我對一個可以在新生兒房間使用的項目的啟發(fā)性想法：物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 模塊化燈。我已經(jīng)完成了準(zhǔn)備工作，現(xiàn)在讓我們創(chuàng)建原型。

2.創(chuàng)建原型

如上一篇文章的圖 1 中的框圖所示，連接到 TPS92512 的TI SimpleLink? Wi-Fi® CC3200 無線微控制器 (MCU) LaunchPad? 開發(fā)套件可驅(qū)動發(fā)光二極管 (LED) 陣列。我使用 12V 開關(guān)模式電源作為電源，并使用 Energia 為 CC3200 編寫固件。你們也可以使用 Code Composer Studio? 集成開發(fā)環(huán)境 (IDE) 軟件編寫固件，這是我最喜歡的工具，但在這種情況下，示例代碼和類似 Arduino 的界面極大地加速了原型設(shè)計階段。

我使用最新固件設(shè)置了 CC3200 無線 MCU LaunchPad 套件，并對該套件進行了編程，以與消息隊列遙測傳輸 (MQTT) 代理中的特定主題進行對話。MQTT 是一種開銷很小的協(xié)議，它允許服務(wù)器/客戶端拓?fù)湓?Internet 上創(chuàng)建通信連接。Facebook Messenger 使用 MQTT，它是更流行的協(xié)議項目之一，正在調(diào)整以支持未來的物聯(lián)網(wǎng)。

對于我的項目，我還設(shè)計了一個小型印刷電路板 (PCB)，我將其設(shè)計為 Booster Pack? 插件模塊；結(jié)果如圖 1 所示。你們可以堆疊多個此類 PCB，以實現(xiàn)所需數(shù)量的 LED 驅(qū)動通道。

圖 1：TPS92512 BoosterPack 原理圖的屏幕截圖

我能夠?qū)⒃O(shè)計融入 50 毫米 x 50 毫米的外形尺寸，如果批量生產(chǎn)，這將降低制造成本。圖 2 顯示了最終布局的屏幕截圖，該布局具有四個安裝孔以及 BoosterPack 模塊引腳一致性。

圖 2：TPS92512 BoosterPack 最終布局的屏幕截圖

我使用評估模塊中的原理圖和布局作為指導(dǎo)。

Würth Elektronik 提供了線圈和機電部件，這是一個很大的幫助，因為他們還為所有可用部件制作了足跡。準(zhǔn)備好電路板設(shè)計是輕而易舉的事。如圖 3 所示，打印布局并檢查封裝，確認(rèn)一切都井井有條。

圖 3：通過 1:1 紙質(zhì)版面打印的布局驗證足跡

Web 客戶端設(shè)計

憑借對 HTML、Code Composer Studio IDE 和 JavaScript® 的基本了解，我能夠為我的項目創(chuàng)建一個簡單的用戶界面 (UI)。這個想法是在 Web 界面中創(chuàng)建按鈕，然后使用 JavaScript 通過 MQTT 將命令發(fā)送到代理，最后發(fā)送到 IoT 燈。我在 JavaScript 中使用了 Paho 庫，并通過 Code Composer Studio 進行了一些整容手術(shù)，以創(chuàng)建一個看起來不錯的網(wǎng)頁；圖 4 是屏幕截圖。

圖 4：遠(yuǎn)程控制的實時網(wǎng)頁

我有點過度使用家庭自動化前端，但你明白了。我想要一種我愿意花錢購買的外觀和感覺。最后，我只需要四個按鈕，而且效果很好。該頁面使用 Twitter Bootstrap，這意味著相同的網(wǎng)頁在不同的屏幕尺寸上看起來會有所不同。

3.愛情和浪漫

我已經(jīng)制定了該項目的技術(shù)細(xì)節(jié)，但它或多或少是一個科學(xué)項目。當(dāng)我的妻子建議我將原型變成一個真正的產(chǎn)品供我們自己使用時，真正的進化來了。我們當(dāng)時正懷著一個嬰兒，她要求我們可以遠(yuǎn)程控制其亮度的房間燈。同一盞燈可用作室內(nèi)燈、夜燈和午夜換尿布燈。我決定回收舊的液晶顯示器、一些玻璃和一張我們結(jié)婚前的生日賀卡，而不是 3D 打印外殼或其他東西。浪漫還活著，是時候點亮事情了。機箱內(nèi)組件的手動布局如圖 5 所示。

圖 5：在回收的 PC 顯示器中布置的各種模塊

把矮胖子放在一起很有趣，成品如圖 6 所示。

圖 6：最終產(chǎn)品

最終產(chǎn)品與其說是一種產(chǎn)品，不如說是一種融合了個性化人工制品的技術(shù)。我們的寶寶目前喜歡盯著嬰兒床上方的最終結(jié)果，我們對此表示感謝。

4.未來的工作

我目前正在基于相同的概念為室內(nèi)水培農(nóng)業(yè)創(chuàng)造一種生長燈，因此代表了一種額外的應(yīng)用。

安全性對于這個演示來說從來都不是重要的，但對于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品來說卻是至關(guān)重要的，所以我正在努力實施一個更安全的解決方案。我正在嘗試將 Raspberry Pi 作為本地代理，并考慮將整個 Web UI 移植到 SimpleLink Wi-Fi CC3200 設(shè)備本身。這兩種解決方案都是可行的，但不能成為物聯(lián)網(wǎng)解決方案，因為它們不再需要互聯(lián)網(wǎng)連接，也不再需要通過互聯(lián)網(wǎng)訪問。

5.結(jié)論

該項目是概念驗證，但具有個人風(fēng)格。我有很多朋友要求為他們制作一個。到目前為止，我拒絕了，但也許將來我可以提供 Phillips Hues 的替代品。

這個項目的重要之處在于它證明了使用可用資源量快速輕松地提出物聯(lián)網(wǎng)原型是很容易的。感謝德州儀器、Würth Elektronik 和 element14 的支持。未來確實是光明的。