RT-Thread-基于rt-threa的联网时钟RT-Thread问答社区

基于rt-threa的联网时钟

发布于 2023-07-26 17:03:32 浏览：605 订阅该版

[tocm]

仓库地址：https://gitee.com/vacabun/rt_clock
# 背景：

在如今互联网蓬勃发展的时代，物联网设备的普及和应用越来越广泛。为了满足物联网设备对实时操作系统的需求，RT-Thread应运而生。RT-Thread是一个基于实时多任务调度的开源操作系统，旨在为嵌入式设备提供简单、高效的解决方案。它具有小巧、灵活、可裁剪等优点，因此被广泛应用于各种嵌入式系统中。

# 方案理念：

该开源项目的方案理念是通过RT-Thread操作系统实现智能物联网设备的时间同步和天气信息显示。为了提供准确的时间信息，项目利用联网功能从时间服务器获取网络时间，并将其同步到设备的实时时钟(RTC)模块中。这样，设备内部的时间将与真实世界保持同步，确保各项时间相关的功能正常运作。

# 设计过程讨论：

在项目的设计过程中，有几个关键步骤需要讨论和考虑。

1. 联网功能：
为了使设备能够与时间服务器通信并获取网络时间，需要选择合适的网络协议栈和通信接口。根据设备的具体需求和资源限制，可以选择使用WiFi、以太网或蜂窝数据网络等方式来建立网络连接。
2. 时间同步：
一旦设备成功连接到时间服务器，需要编写代码来解析服务器返回的时间数据，并将其同步到设备的RTC模块中。这涉及到时间数据格式的处理和RTC驱动的使用，确保时间的准确性和稳定性。
3. 天气信息获取：
为了显示天气信息，项目需要与一种天气数据源进行集成，例如气象API。通过联网功能，设备可以从气象API获取实时的天气数据，然后解析并提取所需的信息（如温度、湿度、天气状况等）。获取到的天气信息可以进一步通过设备的OLED显示屏模块显示出来。
4. OLED显示：
为了在设备上显示天气信息，可以利用RT-Thread提供的图形库和OLED驱动来实现。通过编写相应的代码，可以将已获取的天气信息以图形或文本的形式显示在设备的OLED屏幕上。

# 实现方式：

## 联网功能：

**RW007**是由上海睿赛德电子科技有限公司开发基于 WIFI SOC的SPI/UART 高速wifi模块。
开启rw007软件包，通过rw007模块连接wifi。

## 时间同步

NTP 网络时间协议(Network Time Protocol)，是用来同步网络中各个计算机时间的协议。

开启 NTP 软件包（一个运行在 RT_Thread 上的 NTP 客户端），并且当连接上网络后，利用这个软件包，获取当前的 UTC 时间，并更新至 RTC（实时时钟）中。

## 天气信息获取

使用webclient软件包向天气api获取天气数据，并通过cjson软件包解析获取的json数据。

下面是实现的具体代码：

api的appid和appsecret要换成自己的

weather.c

```c
#include <rtthread.h>
#include <webclient.h>
#include <cJSON.h>
#include <weather.h>
#define GET_LOCAL_URI "http://www.tianqiapi.com/free/day?appid=appid&appsecret=appsecret&cityid=CN101020100&unescape=1"

struct weather_response response;
struct weather_info info;
/* send HTTP GET request by simplify request interface, it used to received shorter data */
static int
webclient_get_smpl(const char *uri)
{
    if (response.response != RT_NULL)
    {
        web_free(response.response);
    }

if (response.root != RT_NULL)
    {
        cJSON_Delete(response.root);
        response.root = RT_NULL;
    }

size_t resp_len = 0;
    int index;

if (webclient_request(uri, RT_NULL, RT_NULL, 0, (void **)&response.response, &resp_len) < 0)
    {
        rt_kprintf("webclient send get request failed.");
        return -RT_ERROR;
    }

// rt_kprintf("webclient send get request by simplify request interface.\n");
    // rt_kprintf("webclient get response data: \n");
    // for (index = 0; index < strlen(response.response); index++)
    // {
    //     rt_kprintf("%c", response.response[index]);
    // }
    // rt_kprintf("\n");

response.root = cJSON_Parse(response.response);

if (response.root != RT_NULL)
    {
        response.cityid = cJSON_GetObjectItem(response.root, "cityid");
        response.city = cJSON_GetObjectItem(response.root, "city");
        response.date = cJSON_GetObjectItem(response.root, "date");
        response.week = cJSON_GetObjectItem(response.root, "week");
        response.update_time = cJSON_GetObjectItem(response.root, "update_time");
        response.wea = cJSON_GetObjectItem(response.root, "wea");
        response.wea_img = cJSON_GetObjectItem(response.root, "wea_img");
        response.tem = cJSON_GetObjectItem(response.root, "tem");
        response.tem_day = cJSON_GetObjectItem(response.root, "tem_day");
        response.tem_night = cJSON_GetObjectItem(response.root, "tem_night");
        response.win = cJSON_GetObjectItem(response.root, "win");
        response.win_speed = cJSON_GetObjectItem(response.root, "win_speed");
        response.air = cJSON_GetObjectItem(response.root, "air");
        response.pressure = cJSON_GetObjectItem(response.root, "pressure");
        response.humidity = cJSON_GetObjectItem(response.root, "humidity");
    }

return 0;
}
struct weather_info *get_weather_info()
{

if (webclient_get_smpl(GET_LOCAL_URI) == 0)
    {
        info.status = 0;
        info.cityid = response.cityid->valuestring;
        info.city = response.city->valuestring;
        info.date = response.date->valuestring;
        info.week = response.week->valuestring;
        info.update_time = response.update_time->valuestring;
        info.wea = response.wea->valuestring;
        info.wea_img = response.wea_img->valuestring;
        info.tem = response.tem->valuestring;
        info.tem_day = response.tem_day->valuestring;
        info.tem_night = response.tem_night->valuestring;
        info.win = response.win->valuestring;
        info.win_speed = response.win_speed->valuestring;
        info.air = response.air->valuestring;
        info.pressure = response.pressure->valuestring;
        info.humidity = response.humidity->valuestring;
        info.status = 0;
    }
    else
    {
        info.status = 1;
    }
    return &info;
}

int get_weather_info_test(void)
{
    struct weather_info *p_info = get_weather_info();
    if (p_info->status == 0)
    {
        rt_kprintf("Get weather info success.\n");
        rt_kprintf("cityid : %s\n", info.cityid);
        rt_kprintf("city : %s\n", info.city);
        rt_kprintf("date : %s\n", info.date);
        rt_kprintf("week : %s\n", info.week);
        rt_kprintf("update_time : %s\n", info.update_time);
        rt_kprintf("wea : %s\n", info.wea);
        rt_kprintf("wea_img : %s\n", info.wea_img);
        rt_kprintf("tem : %s\n", info.tem);
        rt_kprintf("tem_day : %s\n", info.tem_day);
        rt_kprintf("tem_night : %s\n", info.tem_night);
        rt_kprintf("win : %s\n", info.win);
        rt_kprintf("win_speed : %s\n", info.win_speed);
        rt_kprintf("air : %s\n", info.air);
        rt_kprintf("pressure : %s\n", info.pressure);
        rt_kprintf("humidity : %s\n", info.humidity);
    }
    else
    {
        rt_kprintf("Get weather info failed.\n");
    }
}

MSH_CMD_EXPORT(get_weather_info_test, get_weather_info_test);
```

weather.h

```c
#ifndef __WEATHER_H__
#define __WEATHER_H__
#include <cJSON.h>
struct weather_response
{
    char *response;
    cJSON *root;
    cJSON *cityid;
    cJSON *city;
    cJSON *date;
    cJSON *week;
    cJSON *update_time;
    cJSON *wea;
    cJSON *wea_img;
    cJSON *tem;
    cJSON *tem_day;
    cJSON *tem_night;
    cJSON *win;
    cJSON *win_speed;
    cJSON *air;
    cJSON *pressure;
    cJSON *humidity;
};

struct weather_info
{
    int status; // 0 is success
    char *cityid;
    char *city;
    char *date;
    char *week;
    char *update_time;
    char *wea;
    char *wea_img;
    char *tem;
    char *tem_day;
    char *tem_night;
    char *win;
    char *win_speed;
    char *air;
    char *pressure;
    char *humidity;
};
struct weather_info *get_weather_info();

#endif
```

测试效果

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230726/629e2bc9f1d86f75f210ca910bb8522a.png.webp)

## 屏幕显示

通过I2C通信接口连接0.96寸OLED屏，并使用SSD1306软件包提供的函数来配置参数、绘制图形和显示从网络获取到的数据。
由于没有添加中文字库，部分中文经函数转换为对应英文显示。
显示效果：

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230726/e115ac70f7a7cd12134e26cc320d5938.png.webp)

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230726/8c7faa7d5d74622c3f3f91a42db8257d.png.webp)