RT-Thread-基于RT-Thread+瑞萨RA6M4 + LVGL：智慧家庭之空气质量监测RT-Thread问答社区

基于RT-Thread+瑞萨RA6M4 + LVGL：智慧家庭之空气质量监测

发布于 2022-07-21 15:28:26 浏览：902 订阅该版

[tocm]

# 整体架构

以前使用下列传感器做了空气质量监测采集器：

|项目           | 传感器型号                  |
| ---          | ---                        |
|甲醛           | 达特 WZ-S-K                 |
|TVOC、二氧化碳  |Sensirion SGP30             |
|PM 2.5        | 攀藤 G7                     |
|温湿度、气压    | 博世 BME280                 |

这个采集器通过串口输出各种测量值，本次实验借助瑞萨实现数据的图形化显示。

![overview.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220721/34422602c01c2e539185f1e226045369.png "overview.png")

# 屏幕驱动

鉴于上次[“不太成功的经历”](https://club.rt-thread.org/ask/article/179b02ff485459cd.html)，我又买了一块 [1.8 寸 160x128](https://m.tb.cn/h.fyrZUqm?tk=0Qhe2JKWvEM) 的小屏幕。它的驱动芯片 ST7735，在 RT-Thread 里一搜索，找到了这个 [PR](https://github.com/RT-Thread/rt-thread/pull/1435/)，从中提取 `spi_lcd_st7735.c`。

基于此，实现一个跟 `drv_spi_ili9488` 相同的 `lcd_fill_array()` 接口：

```c
void lcd_fill_array(rt_uint16_t x_start, rt_uint16_t y_start, rt_uint16_t x_end, rt_uint16_t y_end, void *pcolor)
{
    rt_uint32_t size = 0;
    rt_uint8_t *array = RT_NULL;

size = (x_end - x_start + 1) * (y_end - y_start + 1) * 3 /* 24bit */;
    array = (rt_uint8_t *)rt_malloc(size);

if (!array) {
        LOG_E("not enough memory");
        return ;
    }

rt_uint32_t *color_p = (rt_uint32_t *)pcolor;

for (rt_uint16_t i = 0; i < size / 3; i++)
    {
        array[3 * i] = *color_p >> 16;
        array[3 * i + 1] = *color_p >> 8;
        array[3 * i + 2] = *color_p;
        color_p++;
    }

priv_region(x_start, y_start, x_end - x_start + 1, y_end - y_start + 1);
    priv_draw(array, size);

rt_free(array);
}
```

为了方便切换两种屏幕型号，创建一个 `drv_lcd.c` 模块，根据编译开关选择驱动：

```c
#if (defined use_st7735)
#include "../lcd/drv_spi_st7735.c"
#elif (defined use_ili9488)
#include "../lcd/drv_spi_ili9488.c"
#endif
```

如果你也在使用 Keil + 灵活配置包 （或者叫做 **让 Keil 不灵活**的配置包），或许会更理解我为什么这么做。

# 绘制折线图

LVGL 提供了方便的双轴折线图，可以在一张图上取值范围大不相同的两组数据，比如温度（$\degree C$）和 PM2.5（$μg/m^3$）。

创建两个系列，`ser1` 用于显示温度，`ser2` 用于显示 PM2.5。LVGL Chart 的数据为 `int`，所以温度的单位设为 $0.1 \degree C$，PM2.5 为 $μg/m^3$。

```c
    ser1 = lv_chart_add_series(chart1, lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), LV_CHART_AXIS_PRIMARY_Y);
    ser2 = lv_chart_add_series(chart1, lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE), LV_CHART_AXIS_SECONDARY_Y);

lv_chart_set_range(chart1, LV_CHART_AXIS_PRIMARY_Y, -200, 450);
    lv_chart_set_range(chart1, LV_CHART_AXIS_SECONDARY_Y, 10, 150);
```

# 数据的更新

参照 LVGL 的例子，在一个 `lv_timer` 的回调里更新各系列的数据。考虑到数据来自串口，通过以下这种简单的方式实现线程安全。

```c
struct
{
    uint8_t t_new;
    uint8_t pm2p5_new;
    int t;
    int pm2p5;
    int last_t;
    int last_pm2p5;
} new_data_state = {0};

void chart_add_temp_measurement(float v)
{
    if (new_data_state.t_new) return;
    new_data_state.t = (int)(v * 10);
    new_data_state.t_new = 1;
}

void chart_add_pm2p5_measurement(float v)
{
    if (new_data_state.pm2p5_new) return;
    new_data_state.pm2p5 = ((int)v);
    new_data_state.pm2p5_new = 1;
}

static void add_new_data(lv_timer_t * timer)
{
    LV_UNUSED(timer);

if ((0 == new_data_state.t_new) && (0 == new_data_state.pm2p5_new)) return;

if (new_data_state.t_new)
    {
        new_data_state.last_t = new_data_state.t;
        new_data_state.t_new = 0;
    }

if (new_data_state.pm2p5_new)
    {
        new_data_state.last_pm2p5 = new_data_state.pm2p5;
        new_data_state.pm2p5_new = 0;
    }

lv_chart_set_next_value(chart1, ser1, new_data_state.last_t);
    lv_chart_set_next_value(chart1, ser2, new_data_state.pm2p5_new + lv_rand(20, 30));
}
```

# 感想

* FSP 不好用，不直观，使用的术语有点奇怪，比如
    * Stacks：WTF?
    * Connectivity：我只见过把 BLE/Wi-Fi 等合称 Connectivity，或许是我孤陋寡闻。

* RT-Studio + FSP 使用起来有一定难度，如何理顺逻辑是一个大课题；

* Keil + FSP：让 Keil 变得很不灵活

以上是不好的，也有很多好的方面：

* RT-Thread 这种组件、软件包架构很好；
* RT-Thread 代码风格优雅，只要有机会，还会使用。

最后，强烈建议论坛支持 [MathJax](https://www.mathjax.org/)。

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