ADRC Arduino扩展插板研发过程

      我最近才开始接触Arduino应用技术，到现在为止采用Uno板做了两个简单作品。我深深的喜欢上Arduino的技术开发模式。它让电子设计变得更加容易，能在更广的范围内，让具备不同技能的人士参与进来，那怕他们只具备有限的电子专业知识。
      我一直在为我们未来的Arduino项目探索一种方案，能实现真正高效的用户图形接口。大概4个月前我决定把我们Xped公司的部分高端技术嵌入到一个适用Arduino的扩展插件上。两个月后，我研发出它的alpha样板，用于测试。
      这里给出一张当初项目开始时的真实照片。左上角是我们购买的一个NFC开发板，其他两个是具有外壳的产品电路板。这两个产品应用于我们的其他一系列项目。

      根据我们的设计目标，我把这三块板相关线路连接起来。我规划一下，我们的最终产品 - Arduino插件将具备以下主要功能特征：

• 近场通信，英文简称NFC（Near Field Communications）。NFC技术已经应用于无线支付，比如PayWave和PayPass。大部分最近和最新生产的智能手机都支持NFC技术。
• 个人小范围网络，英文简称PAN（Personal Area Networking）。它在网路链路的MAC层采用802.15.4通信协议，其通信距离优于蓝牙（Bluetooth）。
• 芯片植入哈希加密，用于安全操作，比如非接触方式的无线固件（firmware）升级。
• 采用ARM 32位微控制器 STM32F103R8 Cortex M3。
• 256 KB的扩展FLASH内存。
• 提供文件系统，用于数据和文件存储。

      实验验证工作持续2-3周后，我们拥有了足够的固件代码（ firmware）和测试硬件。在这基础上，我们进一步研发出一款线路板，就是我们将要发售的这个Arduino插件。这里附上最原始的一块印刷电路板，上面并未焊接元器件。

       很快我们的成品生产出来了，它插接在Arduino Uno底板上，并能正常工作。

      我们现在提供一个库文件给用户，让他们能容易的进行产品二次开发。这里是第一个通过实验测试的案例。在这项目中，我们使用一个无外壳的小直流马达驱动四个三维打印机生成的塑料齿轮。插件插在Arduino底板上，连接并控制马达。

      如果设备浏览器尚未运行，把智能手机轻轻触碰一下设备，相应的网页将自动打开，手机的NFC功能就开始使用。

                                 https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=xWsCPwkl1qI

      从下面这个视频可以看到，我们能很容易做到把手机和设备进行通信联接。启动设备浏览器，把手机轻轻触碰设备，NFC功能就发挥作用了。

                                 https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=OSV90EJbXMk

      ADRC系统能让你自定义规则，让设备之间能够互动，实现各种功能。这就是所谓的机器对机器（M2M）技术。

                                 https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=COxRa2I590E

      你可以使用多个遥控器，或不同的遥控器，而他们能同步显示设备的状态。下面的视频展示了三个遥控器控制一台设备，其中有一个是运行在桌面电脑上的应用软件。

                                 https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=5QsuiFFm5SA

       不知大家是否熟悉Qt和用户图形界面（GUI）应用开发，其实在很多方面跟Java SWING技术开发类似。本应用程序使用三种主要的窗口控件：容器控件，控制控件，布局控件。我们在智能手机开发上采用Qt技术和XML语言。我们把该XML语言命名为资源标记语言（Resource Markup Language），简称RML。根据你的设计，你可以使用RML语言构建那怕是非常复杂的用户界面。

      这里提供更多例子：

      简单例子(控制LED灯开关）:

<screen name="main-page" margins="4">
    <devicebox title="$(NICKNAME)" layout="horizontal" spacing="4" margins="4" skin="wood">
        <xpcontrolbox bind="on" layout="horizontal" leftmargin="20" rightmargin="20" stretch="1">
            <localetitle><en>LED</en></localetitle>
            <xpsvgtoggleswitch bind="on" skin="Beryl"/>
        </xpcontrolbox>
        <spacer stretch="4"/>
    </devicebox>
</screen>

      稍复杂例子:

      相对复杂例子(采用stylesheets定义和多屏):

      当前提供以下窗口控件：

布局/容器类型

• box（普通盒子）
• groupbox（可包含多类型窗口）
• devicebox（能接收设备状态）
• signalbox（能接收信号强度）
• controlbox（容纳普通控件）

布局/间隔类型:

• separator（用于隔断）
• spacer（用于距离间隔）

普通控件:

• label（文本）
• checkbox（选择框）
• pushbutton（按钮）
• svgbutton（SVG图片按钮）
• svgtoggleswitch（SVG选择开关）
• svgslideswitch（SVG滑动开关)
• slider（滑动调节）
• scrolldial（指针型仪表）
• scrollwheel（滚动轮）
• scrolldialwheel（滚动控制，仪表显示）
• 5waybutton（5按钮组合）
• 3waybutton（3按钮组合）
• 2waybutton（2按钮组合）
• rockerbutton（二选一按钮）
• radiogroup（选择型按钮）
• progress（渐进条）
• led（灯）
• 7seg
• dialgauge（仪表）
• lineedit（文字输入）
• listbox（列表）

      在应用我们的系统时，并不是一定需要你的手机具备NFC功能。不过NFC能让你的手机在贴近设备的时候，与设备的交互变得更容易和更敏感。我们提供一个控制集线器，具备NFC功能，并提供802.15.4协议的无线网络。你可以在这个系统里，通过触碰集线器和设备来联接它们。
      不久前我尝试利用Arduino来控制低成本的机器人。我发现Zumo Robot比较合适，购买了一对。几天前，我只花了20分钟去编辑一个RML文件，并编写了控制Zumo的软件代码。这里有实验的一个短片。

                             https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=QTZ8_iYCUMg

       想了解我们的扩展插板如何把ADRC系统和Arduino项目连接起来，请看下图 :

      现在ADRC插板仍然处在alpha测试阶段，beta版很快将会进入测试。