如何使用Arduino和SIM900A GPRS / GSM模块将数据发送到Web服务器

今天我们在这里介绍一个非常有趣的项目，我们将使用Arduino开发板和GPRS将数据发送到SparkFun服务器。这是一个基于IoT的项目，我们将使用GSM模块SIM900A将一些数据发送到互联网上的Web服务器。

在这个项目中，我们将使用4x4数字键盘输入一些文本，并使用Arduino和GPRS将其发送到SparkFun网站，从那里您可以通过互联网在任何地方看到这些数据。在这里，我们还连接​​了一个16x2液晶显示器，以便在本地查看数据。这种数据发送技术在物联网项目中非常有用，您可以在世界上任何地方监控数据，如监测温度和湿度、监测车辆位置、监测心跳、监测空气污染等等。

所需的组件：

1.    Arduino开发板

2.    GSM模块SIM900A

3.   16x2 LCD显示屏

4.    4x4矩阵键盘

5.    面包板或PCB

6.    连接导线

7.    12V电源

8.    SIM卡

在GSM模块中使用GPRS

这里我们使用了一个带有SIM卡的GSM模块，用于GPRS连接。在这个项目中，GPRS负责向Sparkfun服务器发送数据。以前，我们已经做了很多项目，其中我们使用Wi-Fi模块ESP8266通过互联网将数据发送到不同的服务器。但这次我们使用的是GPRS。

GPRS代表通用分组无线电服务，其是基于分组的无线通信服务，工作在数据速率为56-114kbps并提供到因特网的连接。

对于GPRS，我们不需要购买任何特殊的模块或硬件，因为GSM已经拥有GPRS设备。我们只需要使用以前的项目中用于GSM接口的相同方法或AT命令来访问它。 SIMCOM SIM900A GSM模块数据表中已经提到了许多AT命令。

基于ATtiny85轻松制作一款智能手表

这是基于ATtiny85系列的简约手表系列中的第三款。该款手表通过在微型64x48 OLED显示屏上绘制模拟的手表来显示时间。它使用独立的晶振控制的低功耗RTC芯片来保持每月几秒钟的时间，并在不显示时间的时候将处理器和显示器置于睡眠状态，以便使得使用寿命超过一年。 当按下手表表面上的按钮时会显示时间，并且会在显示屏上显示模拟的手表，并且带有一个移动的秒针。 30秒后显示屏将自动变暗，以保持电池的使用寿命。 简介 这款手表基于Maxim Integrated的DS2417 RTC芯片，该芯片采用一个小型6脚封装，使用32.768 kHz晶振来保持精确的时间。它可以通过1线接口与主控制器ATtiny85进行通信，该接口仅使用一个I/O引脚来发送和接收数据。因为RTC芯片主要工作是计时，ATtiny85在其不需要实际显示时间时可以在掉电模式下保持睡眠，从而大大降低了功耗。 该显示器使用一个SPI接口的小型单色64x48 OLED显示屏，具有可从Aliexpress购买，或可从Sparkfun购买类似的。显示器需要4个引脚驱动，ATtiny85刚好满足应用要求，剩余一个引脚用于1-Wire接口。您不能读取显示内存，因此要做图形，您需要写入RAM中的缓冲区，然后将其复制到显示器上。因为显示器是64x48像素，因此它需要68x48 / 8或384字节的存储器用于图形缓冲区，这也刚好在ATtiny85的能力之内。 现在显示屏变暗的总功耗约为8μA，单个CR2016电池估计超过一年的电池寿命。 电路 以下是Tiny Face手表的电路：

使用DHT11制作一个Arduino温度数据记录仪

作为工程师/开发人员，我们总是会依靠收集的数据来设计或改进系统。记录数据并进行分析是大多数行业的常见做法，在这里我们将制作一个Arduino数据记录仪项目，通过该项目我们将学习如何在一段特定时间间隔内记录数据。我们将使用一个Arduino开发板读取一些数据（温度、湿度、日期和时间），并且将它们保存在SD卡和计算机上。

保存的数据可以在Excel表格中轻松打开，并进一步分析。为了保留日期和时间，我们将使用通用的RTC模块DS3231，并且使用DHT11传感器获得温度和湿度。在项目的末尾时，您将学习到如何将日期、时间和传感器值等数据记录到SD卡中以及如何通过串行通讯将数据直接写入到Excel表格中。

需要的设备

●    面包板

●    Arduino UNO开发板

●    DHT11温度传感器

●    DS3231 RTC模块

●    SD卡模块和SD卡

●    连接导线

●    台式计算机或笔记本

       

电路原理图

Arduino温度数据记录仪项目的电路图如下所示。

如电路图所示，连接非常简单，由于我们使用的是模块，因此可以直接在面包板上进行制作。详细的连接方式如下表所示：

如何使用MCUXpresso IDE和LPCOpen库创建一个新项目

本文档主要介绍了如何使用MCUXpresso IDE为LPCXpresso1549开发板创建一个新项目。

值得一提的是，官方没有提供针对LPC15xx器件系列的SDK，因此我们使用的是LPCOpen库。

MCUXpresso IDE介绍

MCUXpresso IDE基于Eclipse IDE，并包含业界标准的ARM GNU工具链。它为基于Cortex-M内核的NXP MCU（LPC和Kinetis）提供了易于使用和无限制代码大小的开发环境。 MCUXpresso IDE调试连接支持Freedom、Tower、LPCXpresso和您的定制开发板，并且具有行业领先的开源和商业级的调试仿真器，包括LPC-Link2、P＆E和SEGGER。全功能调试器支持SWD和JTAG调试，并且可以直接下载到片上闪存。

当安装了MCUXpresso IDE时，它将包含大多数基于LPC的MCU的预安装的器件支持。这些预安装器件的示例代码由复杂的LPCOpen软件包（和代码包）提供。每个软件包都包含了代码库，以支持MCU功能、LPCXpresso开发板（以及其他一些常见的），同时包含了大量的代码示例和驱动程序。

此外，MCUXpresso IDE的器件支持可以使用免费提供的MCUXpresso SDK2.x软件包进行扩展。这些可以通过简单的“拖放”进行安装，并且使用新的器件知识和示例自动扩展IDE。

MCUXpresso IDE的SDK可以根据需要使用MCUXpresso Config Tools网站上的SDK Builder生成和下载：http://mcuxpresso.nxp.com/

创建一个新项目

在本文档中，我们使用的是LPCXpresso1549开发板（提供了该MCU的LPCOpen项目），同时对于任何LPCXpresso开发板，该过程是相同的。

需要为您的目标MCU /开发板板下载相关的LPCOpen软件包，并将其导入工作区，LPCOpen可以在以下链接中获得：http://www.nxp.com/lpcopen

1.   在“QuickStart panel”面板中选择“New project”，然后打开一个新窗口：

2.   选择期望的开发板。本例中，我们使用的是LPCXpresso1549开发板，然后单击“Next”。

注意：当选择该开发板时，可以从上图中突出显示的部分看到MCU（器件）会自动选择匹配。如果没有匹配的开发板，则可以从预安装的MCU列表中选择所需的MCU。

NUCLEO-L496ZG防火墙 - 可执行的易失性数据段

STM32L496ZG微控制器提供了防火墙的功能，用于保护FLASH或SRAM中的代码或数据。STM32CubeL4提供了两个使用防火墙功能的示例，FIREWALL_VolatileData_Executable和FIREWALL_VolatileData_Shared。本文主要结合FIREWALL_VolatileData_Executable示例简单介绍防火墙功能的使用方法。

HAL提供的示例主要介绍了如何使用防火墙来保护定义为可执行的易失性数据段。易失性数据段存储在SRAM1中。在防火墙初始化示例中，受保护的易失性数据段是定义为非共享的，以便在防火墙关闭时不受保护的代码时无法访问。

防火墙初始化的一般步骤如下：

1.       配置RCC，使能防火墙模块的时钟；

2.       配置RCC，使能系统配置寄存器的时钟；

3.       设置每个段的起始地址和长度（CSSA、CSL、NVDSSA、NVDSL、VDSSA、VDSL寄存器）；

4.       设置防火墙的配置寄存器（FW_CR寄存器）；

5.       启用防火墙，清除系统配置寄存器中的FWDIS位。

系统配置寄存器

该寄存器连接到APB2总线上，向APB2外设时钟使能寄存器RCC_APB2ENR的SYSCFGEN位置1，可以打开系统配置寄存器的时钟。系统配置寄存器(SYSCFG_CFGR1)中的FWDIS位控制防火墙保护功能的使能和禁止，所以需要使能该寄存器。默认情况下是禁止使用防火墙。HAL提供了API函数：__HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE();

防火墙功能配置

HAL提供了防火墙功能配置的API函数：HAL_FIREWALL_Config。该函数主要有三个功能：使能防火墙时钟、配置各段（代码段、易失性数据段和非易失性数据段）的起始地址和长度、配置FW_CR寄存器。

●   使能防火墙时钟

防火墙连接在APB2总线上，地址为0x4001 1C00 - 0x4001 1FFF。向RCC_APB2ENR寄存器的FWEN位置1，使能防火墙时钟。HAL同样提供了一个API函数：__HAL_RCC_FIREWALL_CLK_ENABLE。

●   各段的起始地址和长度

HAL中的FIREWALL_InitTypeDef结构体保存着各段的信息。本示例演示的是易失性数据段，因此代码段和非易失性的起始地址和长度都设置为0，易失性数据段的起始地址为0x2000F100，段长为0xF00。

●   配置FW_CR寄存器

FW_CR寄存器可以设置易失性数据段的共享性和可执行性。本示例设置为可执行的，并且是非共享的。

1.     /* No protected code segment (length set to 0) */   
2.     fw_init.CodeSegmentStartAddress      = 0x0;
3.     fw_init.CodeSegmentLength            = 0;
4.     
5.     /* No protected non-volatile data segment (length set to 0) */   
6.     fw_init.NonVDataSegmentStartAddress = 0x0;
7.     fw_init.NonVDataSegmentLength       = 0;
8.     
9.     /* Protected volatile data segment (in SRAM1 memory) start address and length */   
10.     fw_init.VDataSegmentStartAddress    = 0x2000F100;
11.     fw_init.VDataSegmentLength          = 3840; /* 0xF00 bytes */  
12.     
13.     /* The protected volatile data segment can be executed */  
14.     fw_init.VolatileDataExecution       = FIREWALL_VOLATILEDATA_EXECUTABLE;
15.     
16.     /* The protected volatile data segment is not shared with non-protected
17.       application code */    
18.     fw_init.VolatileDataShared          = FIREWALL_VOLATILEDATA_NOT_SHARED;
19.     
20.     /* Firewall configuration */
21.     if (HAL_FIREWALL_Config(&fw_init) != HAL_OK)
22.     {
23.       Error_Handler();
24.     }  

复制代码

实验代码

代码的分布通过分散加载文件实现。可执行的易失性数据段位于0x2000F104处，保护的易失性数据段位于0x2000FE00处。当调用vdata_protected_function()函数时，程序进入到可执行的易失性数据段，按照“call gate”序列打开防火墙。退出该函数时，关闭防火墙。

1.     /* In the example, the protected function processes
2.        non-protected input data and outputs an internal computation result. 
3.        For demonstration purposes, vdata_protected_function() accesses as well
4.        data located in the protected volatile data segment. 
5.        vdata_protected_function() itself ensures that FPA bit is set
6.        before exiting the protected area.
7.        */ 
8.      
9.     vdata_function_output = vdata_protected_function(unprotected_vdata); 
10.     
11.     /* The Firewall is now closed again. */
12.         
13.     /* Check that the output is that expected */
14.     if (vdata_function_output != expected_vdata_function_output_1)
15.     {
16.       /* Processing issue, log it in filling up RTC back-up register BKP0R 
17.          with 0x2, then exit in Error */  
18.       WRITE_REG( RTC->BKP0R, 0x2 ); 
19.       Error_Handler();
20.     }

复制代码

如果返回的计算结果符合预期，则LED1指示灯常亮。

如果vdata_protected_function退出时未置位FPA，则会触发系统复位，LED1指示灯闪烁。

参考资料

1. STM32L4x6系列用户手册RM0351：https://www.yiboard.com/thread-720-1-1.html

2. STM32Cube_FW_L4_V1.8.0：http://www.st.com/content/st_com ... re/stm32cubel4.html

原文链接：https://www.yiboard.com/thread-726-1-1.html