开发板介绍
XG24-EK2703A是一款基于EFR32MG24片上系统的开发套件，具备超低成本、低功耗和小巧的特点。该套件支持2.4GHz无线通信，兼容蓝牙LE、蓝牙mesh、Zigbee、Thread和Matter协议，为无线物联网产品的开发和原型制作提供了极大的便利。
套件特性：
- 一个USB接口
- 一个板载SEGGER J-Link 调试器，支持SWD
- 两个LED和两个按钮
- 虚拟COM端口
- 数据包跟踪接口（PTI）
- 一个支持外部硬件连接的mikroBus插座和一个Qwiic连接器
- 32 位 ARM Cortex-M33，78 MHz最高工作频率
- 1536 kB 闪存和 256 kB RAM
环境搭建
安装Simplicity Studio Version 5
下载并安装Simplicity Studio版本5 ，插入开发板 进行自动识别，安装相关依赖
下载地址：https://www.silabs.com/development-tools/wireless/efr32xg24-explorer-kit?tab=getting-started
更新python支持固件
先通过链接下载固件，然后要将固件文件刷入板上，需要使用Simplicity Commander。
通过Simplicity Studio安装Simplicity Commander。
要使用Simplicity Commander将固件刷入xG24套件，按照以下简单步骤操作：
- 将开发板连接到电脑，并确保它被识别。
- 浏览并选择你想上传到板上的固件文件。
- 启动烧录过程，将固件上传到开发板。
相关链接：
https://circuitpython.org/board/silabs_explorerkit_xg24_brd2703a/
https://github.com/SiliconLabs/circuitpython_applications/blob/main/doc/running_circuitpython.md
安装Tonny
Thonny 是目前最简单 最流行的python 上位机IDE 如下图。
参考链接 https://thonny.org/
验证效果
如能正常执行python print("Hello ") 则表示目前环境OK。
好了 到此为止，目前板子可以完美支持用python开发，基于Tonny IDE进行开发。接下来，转到我们具体的任务开发。
任务描述
- 使用芯片内部的温度检测外设，
- 测量温度并通过蓝牙发送至上位机，
- 在上位机中以“绘图”的形式对温度数据进行可视化。
任务分析
整个系统分成4个大模块
- 数据采集：获取芯片的内部温度
- 蓝牙发送（开发板）：蓝牙通道建立，并将温度数据通过GATT发送出去
- 蓝牙接收（上位机）：蓝牙通道建立，并将温度数据通过GATT接受
- 数据显示：收到的温度数据进行数据可视化。
整个流程图如下所示
首先开发板端，开启蓝牙广播，并采集温度数据，待蓝牙建立连接后，将数据发送出去。
上位机端，此处是PC端，通过本地的蓝牙建立蓝牙通道，然后接收到温度数据。
并且，在本地建立HTTP服务器，建立网页可视化模板。
最后，把接收到的温度数据进行可视化展示。
核心代码
- 数据采集：获取芯片的内部温度
import microcontroller
print(microcontroller.cpu.temperature) // 得到温度数据
- 蓝牙发送（开发板）：蓝牙通道建立，并将温度数据通过GATT发送出去
while True:
# Advertise when not connected.
ble.start_advertising(advertisement)
print("ble adv start:")
while not ble.connected:
pass
ble.stop_advertising()
print("ble adv stop:")
while ble.connected:
print("ble connect:")
print(microcontroller.cpu.temperature)
uart_server.write("Temp:{}".format(microcontroller.cpu.temperature)) // 发送温度数据
time.sleep(0.1)
- 蓝牙接收（上位机）：蓝牙通道建立，并将温度数据通过GATT接受
async def parse_temperature(data: bytearray):
match = re.search(r'Temp:(-?\d+\.?\d*)', data.decode())
if match:
temperature = float(match.group(1))
temperature_data.append(temperature)
print(f"Temperature: {temperature}°C")
return temperature
return None
async def handle_rx(_: BleakGATTCharacteristic, data: bytearray):
temperature = await parse_temperature(data)
if temperature is not None:
for ws in websockets:
await ws.send_str(json.dumps({'temperature': temperature}))
async def uart_terminal():
device = await BleakScanner.find_device_by_filter(lambda device, advertisement_data: UART_SERVICE_UUID.lower() in advertisement_data.service_uuids)
if device is None:
print("No matching device found.")
return
async with BleakClient(device) as client:
await client.start_notify(UART_TX_CHAR_UUID, handle_rx)
print("Connected, start typing and press ENTER...")
await asyncio.Future() # 保持连接直到异步任务被取消
- 数据可视化：建立HTTP服务器，收到的温度数据进行数据可视化。
async def start_server():
app = web.Application()
app.add_routes([
web.get('/', index),
web.get('/ws', websocket_handler)
])
runner = web.AppRunner(app)
await runner.setup()
site = web.TCPSite(runner, 'localhost', 8080)
await site.start()
print("Server started at http://localhost:8080")
<script>
document.addEventListener('DOMContentLoaded', function() {
var ws = new WebSocket('ws://' + window.location.host + '/ws');
var temperatureData = [];
var averageData = [];
var labels = [];
var config = {
type: 'line',
data: {
labels: labels,
datasets: [{
label: 'Real-time Temperature',
backgroundColor: 'rgb(255, 99, 132)',
borderColor: 'rgb(255, 99, 132)',
data: temperatureData,
fill: false,
}, {
label: 'Average Temperature',
fill: false,
backgroundColor: 'rgb(54, 162, 235)',
borderColor: 'rgb(54, 162, 235)',
data: averageData,
}]
},
options: {
scales: {
x: {
// Removed 'type': 'linear' for simplicity
},
y: {
beginAtZero: false,
suggestedMin: 15, // Adjust based on your data range
suggestedMax: 30, // Adjust based on your data range
}
}
}
};
功能展示
- 可视化展示
2, 开发板端的数据采集
心得体会
非常感谢本次活动 。这次除了常规的BLE使用以外，对HTTP本地的建立，可视化展示做了大量尝试。对未知领域又进一步，非常有成就感。
期待以后更多更有意思的活动。
chinakingHessianDino