用小安派 DSL做一个天气站

前言

小安派-DSL（AiPi-DSL） 是安信可开源团队专门为Ai-M61-32S设计的一款屏幕驱动开发板，支持2.8/3.5寸等30Pin SPI显示屏、2.4寸及1.28寸等18Pin SPI显示屏。

小安派-DSL目前已测试通过的有3.5寸电容触摸屏(GC9307)、2.4寸电容触摸屏（GC9307）、1.28寸圆形电容触摸屏（GC9A01)。

这次采用小安派 dsl 板子，屏幕为 2.4 寸 320 *240 分辨率屏幕，外接 sht30 温湿度传感器，做一个天气站。

01、主要功能

时间显示（已完成）

天气显示（已完成）

温湿度显示（已完成）

wifi 密码保存（已完成）

b 站粉丝数显示（已完成）

U 盘模拟设置（已完成）

电脑性能显示（已完成）

web server（已完成）

自动息屏（放弃）

微信小程序接入（放弃）

温湿度 mqtt 上报（放弃）

02、方案进度

由于笔者接触小安派时间较短，可能只能实现部分功能，目前完成logo界面设计，ttf 矢量字体显示及U盘模拟功能。电脑性能上位机开发 80%(wpf 实在太占用资源类，先凑合用)，基本功能已完善：

✔初步完成界面布局及 wifi 扫描和连接

✔完成时间获取更新

✔获取心知天气完成

✔完成 https 获取 b 站粉丝数

✔sht30 温湿度传感器调试完成

✔添加 pwm 亮度调节

✔完善多界面管理

✔性能监控调试完成

03、功能说明

软件说明

所有信息保存在 sys_info 的结构体中，该结构体为全局变量，下图所示。

typedef struct
{
union {
uint32_t state;
struct{
uint32_t state_wifi : 2; // 0:未连接 ；1：连接；2：断开连接
uint32_t state_upan : 2; // 0:未开启 ；1：连接；
};
};
lv_obj_t *last_src;
struct tm* timeinfo_t;
uint8_t backlight;
blbl_follow_t blbl_info_t;
weather_t weather[3];
char * city;
char * weather_key;
wifi_info_t wifi;
uint8_t brightness;
sht30_t sht;
pc_info_t pc;
monitor_info_t *monitor;
} blbl_sys_t;

主要为四个任务：

（1）用于刷新 lvgl 界面

（2）用于管理 Wi-Fi

（3）为定时器任务，定时更新 sys_info 中的信息内容

（4）用于接收电脑发送的监控信息并进行处理

时间更新

连接到 Wi-Fi 获取并 ip 地址时，采用 http 从网易 api 接口获取时间戳，保存时间戳信息，开启 rtc 计时，这里有一个小 bug，官方提供的设置 rtc 函数不能设置计数值，只能从 0 开始计数。当前时间戳即为 rtc 时间 +http 获取的时间戳。然后通过 localtime 将时间戳转换为年月日。

struct bflb_device_s *rtc;
static uint64_t base_time;
void rtc_init(uint64_t timetemp)
{
rtc = bflb_device_get_by_name("rtc");
//此函数，只能开启⏲
bflb_rtc_set_time(rtc, BFLB_RTC_SEC2TIME(1));
base_time = timetemp;
}
uint64_t rtc_get_time()
{
return (BFLB_RTC_TIME2SEC(bflb_rtc_get_time(rtc)) + base_time);
}
void time_update()
{
time_t time = rtc_get_time();
localtime(&time);
}

天气显示

使用心知天气 api，使用 tcp 模拟 http 请求，返回最近三日天气状态的 json 字符串，使用 cjson 对字符串进行解析，存储到系统变量 sys_info 中。

温湿度时间显示

采用 sht30 温湿度传感器模块，i2c 接口，bl618 一共两组 i2c，一组提供给屏幕的触摸 ic，并且没有引出该 io，故只能选用另一组 i2c，根据芯片手册，貌似每个 gpio 均支持 i2c 复用，只不过只能复用 scl 或者其中一个 sda 。然后初始化 gpio，复用 i2c1，通过 i2c 初始化 sht30，如下所示。

struct bflb_i2c_msg_s msgs;
uint8_t subaddr[2] = { CMD_FETCH_DATA_H, CMD_FETCH_DATA_L};
board_i2c1_gpio_init();
i2c1 = bflb_device_get_by_name("i2c1");
bflb_i2c_init(i2c1, 400000);
msgs.addr = SHT30_WRITE_ADDR;
msgs.flags = 0;
msgs.buffer = subaddr;
msgs.length = 2;
bflb_i2c_transfer(i2c1, &msgs, 1);

然后便可以读出原始数据，经过处理，可以获得温湿度信息。

int sht30_get_value()
{
unsigned char sht30_buf[6]={0};
uint32_t date;
int ret;
struct bflb_i2c_msg_s msgs;
//配置SHT30的寄存器
msgs.addr = SHT30_WRITE_ADDR;
msgs.flags = I2C_M_READ;
msgs.buffer = sht30_buf;
msgs.length = 6;
bflb_i2c_transfer(i2c1, &msgs, 1);
//校验读出来的数据，算法参考sht30 datasheet
if( (!SHT3X_CheckCrc(sht30_buf,2,sht30_buf[2])) && (!SHT3X_CheckCrc(sht30_buf+3,2,sht30_buf[5])) )
{
ret = 0;//成功
date=(sht30_buf[0]<<8|sht30_buf[1]);
sys_info_t.sht.temp =(uint8_t) ( ((float)date *175)/65535 -50 );
sys_info_t.sht.humi =(uint8_t)( ( (sht30_buf[3]*256) + (sht30_buf[4]) )*100/65535.0) ;
}
return ret;
}

b 站粉丝数显示

之前b 站提供粉丝数获取的 http 接口，最近由于安全考虑，b 站的 http 均不能使用，需要使用 https 发起请求。为了方便，这里只使用单向验证，不对服务器返回信息进行验证。

U盘模拟

官方提供了USB存储设备模拟的代码，但是是基于RAM模拟的，一旦掉电，数据将会丢失，可以选用将数据存储到片上Flash 内，Flash 大小一共有 8M，选用后4M作为文件管理系统。只需要实现读写Flash 的操作即可，即以下接口。需要注意的是经过测试，Flash最小读写单位为4K，小于4K会出现问题。

void usbd_msc_get_cap(uint8_t lun, uint32_t *block_num, uint16_t *block_size)
{
*block_num = BLOCK_COUNT; //Pretend having so many buffer,not has actually.
*block_size = BLOCK_SIZE;
}
int usbd_msc_sector_read(uint32_t sector, uint8_t *buffer, uint32_t length)
{
if (sector < BLOCK_COUNT){
bflb_flash_read(CONFIG_FLASH_USB_ADDRESS + sector*BLOCK_SIZE, buffer, length);
}
return 0;
}
int usbd_msc_sector_write(uint32_t sector, uint8_t *buffer, uint32_t length)
{
if (sector < BLOCK_COUNT){
bflb_flash_erase(CONFIG_FLASH_USB_ADDRESS + sector*BLOCK_SIZE,length);
bflb_flash_write(CONFIG_FLASH_USB_ADDRESS + sector*BLOCK_SIZE, buffer, length);
}
return 0;
}

之后调用USB初始化，电脑便会识别到该设备，但是由于没有文件系统，系统会建议格式化U盘，建议不要使用 Window 自带的格式化，将会格式化为 fat16 文件系统，在之后的 gif 显示中发现 fat16 文件系统读取 gif 文件并显示会卡住，而 fat32 文件系统则没有该问题。故使用第三方工具 diskgenius 格式化为 fat32.

到此已经完成USB存储设备模拟，个功能有什么用？当然是方便传输文件给程序使用，所有程序也要可以识别该文件系统，官方已经做了 FatFS 文件系统的移植，但是是基于SD卡的，将其改为基于 Flash 的，同样也是只需要实现 Flash 读写接口。

int fs_flash_read(BYTE *buff, LBA_t sector, UINT count)
{
if(!count)
return RES_PARERR;
if(bflb_flash_read(FS_ADDR + sector*BLOCK_SIZE, buff, count * BLOCK_SIZE)){
return RES_PARERR;
}
return 0;
}
int fs_flash_write(const BYTE *buff, LBA_t sector, UINT count)
{
bflb_flash_erase(FS_ADDR + sector*BLOCK_SIZE,count);
bflb_flash_write(FS_ADDR + sector*BLOCK_SIZE, (uint8_t *)buff, count * BLOCK_SIZE);
return 0;
}
int fs_flash_ioctl(BYTE cmd, void *buff)
{
switch (cmd) {
// Get R/W sector size (WORD)
case GET_SECTOR_SIZE:
*(WORD *)buff = BLOCK_SIZE;
break;
// Get erase block size in unit of sector (DWORD)
case GET_BLOCK_SIZE:
*(DWORD *)buff = 1;
break;
case GET_SECTOR_COUNT:
*(DWORD *)buff = 1024;
break;
case CTRL_SYNC:
break;
default:
break;
}
return 0;
}

从USB模拟可知，我们将文件系统放到后4M的位置，如果我们将FatFS的地址也设置为4M的位置，将会发现，程序检测不到Fat32文件系统，这是因为在用电脑格式化的时候，会在Fat32文件系统前添加一段额外的表头信息，这段表头位于 4M的位置，真正的Fat32文件系统位于0x3f000处。具体为什么会这样，笔者还没有深入研究。

FS_ADDR (CONFIG_FLASH_USB_ADDRESS + 0x3F000)

至此，程序便可以直接访问 Fat32 文件系统的文件。

电脑性能监控

电脑性能监控需要使用上位机不断的给小安派发送电脑相关信息，关于上位机的选择，首先先到的是使用 ada64，但是发现，这个软件居然要几百块钱，于是便打算使用开源项目，这里使用的是 OpenHardwareMonitor，一个电脑性能检测的开源项目，基于 c#开发，提供 dll 动态链接库文件。

然后是界面的设计，首先选择的是和 OpenHardwareMonitor 一样的框架 Winform，但受限于本人技术较菜，一些复杂功能无法实现，便选择使用wpf 框架，wpf 框架功能更加强大，但是问题在于使用 wpf 开发的程序占用资源过于庞大，本人又不太了解 wpf 的程序优化，所以暂时只能将就使用。

接着是下位机，小安派连接 Wi-Fi 后开启 tcp_server，然后监听 8124 端口，上位机连接成功后，会首先发送 pc 信息，包括CPU型号，GPU型号，采用 json 字符串的格式发送。然后上位机定时向小安派发送内存、CPU、GPU、网速相关信息，小安派将其解析并更新UI。

尚未解决的问题

哔哩哔哩账户ID及天气地址代码固化在代码中，需要更改源码，之后将会使用 web server 功能，通过 post 修改上述参数，将相应参数保存至文件。

04、视频演示

桌面助手_哔哩哔哩_bilibili​www.bilibili.com/video/BV1cw411K7mn/?spm_id_from=888.80997.embed_other.whitelist&t=85.12471&bvid=BV1cw411K7mn&vd_source=54c5db21948db2378659b7e8e42bafbf

05、软件代码

代码放在 gitlab ：https://link.zhihu.com/?target=https%3A//gitee.com/wangpeng25/desktop-ornaments

op-ornaments

审核编辑 黄宇