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# 一、甲醛监测仪介绍
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甲醛是室内一项非常重要的指标，购买一台甲醛监测仪又显得太不划算，今天就来教大家如何使用TOS_EVB_G0开发板 + TencentOS-tiny物联网操作系统，来自制一个简单的甲醛监测仪。
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本项目制作的甲醛监测仪可以实时的检测室内甲醛浓度，在OLED屏幕上显示具体数值，同时还可以将数据实时上报到腾讯云物联网开发平台IoT Explorer，用户可以在“腾讯连连”小程序实时查看数据，并通过公众号及时接收告警信息。
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本项目所需要的物品清单有：
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- TOS_EVB_G0开发板 x 1
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- 英国 Dart 甲醛传感器 x 1
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- E53甲醛传感器底板 x 1
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**成品组装图（安装各接插件时，请务必参考成品图，不要弄错方向，否则可能烧坏MCU）**
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好啦~接下来开始我们的制作！
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# 二、TOS_EVB_G0开发板
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## 1. 开发板特性
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TOS_EVB_G0 开发板是由腾讯TencentOS-tiny团队设计的一款物联网开发板，板载资源如下：
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- 主控芯片采用STM32G070RB，Flash:128KB、RAM:36KB；
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- 板载腾讯云定制固件版ESP8266 WIFI模组；
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- 板载E53传感器标准接口，方便连接各种E53传感器；
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- 板载0.91'OLED显示屏幕；
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- 板载8MB SPI Flash，可用于固件升级；
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- 板载CH340 转串口连接，可以使用一根USB线连接至电脑，查看串口日志，升级esp8266固件，发送AT指令
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下面是每部分详细的说明。
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## 2. 开发板硬件电路详解
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### 2.1. 最小系统电路
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最小系统部分由电源电路、时钟电路、Boot电路、复位电路、下载电路组成：
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### 2.2. WIFI电路
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WIFI部分包括ESP8266 WIFI模组供电电路、串口通信电路：
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### 2.3. E53扩展接口电路
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E53扩展接口供外部传感器连接，包括：一个串口、一个SPI接口、一个IIC接口、四个普通GPIO口、一个ADC模拟采集接口，一个DAC模拟输出接口，如图：
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### 2.4. USB转串口电路
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USB转串口电路将串口信息转换为USB口信号，使得开发板可以直接通过USB线连接至PC，在PC上使用串口助手查看日志：
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### 2.5. OLED显示屏幕电路
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OLED屏幕部分包括OLED供电部分和通信部分：
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### 2.6. 连接Micor USB线
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### 2.7. 连接ST-Link下载器
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开发板3v3---> STlink 3.3V
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开发板DIO---> STlink SWDIO
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开发板CLK---> STlink SWCLK
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开发板GND---> STlink GND
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**请大家参考下图进行连接，千万不要接反接错，以免烧掉MCU**
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## 3. 开发板软件环境准备
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### 3.1 MDK软件介绍
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MDK 即RealView MDK 或MDK-ARM（Microcontroller Development kit），是 ARM 公司收购Keil公司以后，基于uVision界面推出的针对ARM7、ARM9、Cortex-M0、Cortex-M1、Cortex-M2、Cortex-M3、Cortex-R4等ARM处理器的嵌入式软件开发工具。MDK-ARM 集成了业内最领先的技术，包括 uVision4 集成开发环境与 RealView 编译器RVCT。支持 ARM7、ARM9 和最新的Cortex-M3/M1/M0 核处理器，自动配置启动代码，集成 Flash 烧写模块，强大的 Simulation 设备模拟，性能分析等功能，与 ARM 之前的工具包 ADS 等相比，RealView 编译器的最新版本可将性能改善超过 20%。
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Keil公司开发的ARM开发工具MDK，是用来开发基于ARM核的系列微控制器的嵌入式应用程序。它适合不同层次的开发者使用，包括专业的应用程序开发工程师和嵌入式软件开发的入门者。MDK包含了工业标准的Keil C编译器、宏汇编器、调试器、实时内核等组件，支持所有基于ARM的设备，能帮助工程师按照计划完成项目。
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### 3.2 MDK安装
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登录MDK官网，下载MDK5软件，下载地址：
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http://www2.keil.com/mdk5 或者 https://www.keil.com/download/product/
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下载的版本最好在5.24以上，本开发教程以5.24版本为例，双击MDK524应用程序文件，点击next>>。
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打上 I agree前面的勾勾，即是同意一些安装协议。点击next>>。
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选择安装路径，可以默认也可以安装在我们自己建立的文件夹下。点击next>>。
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这里填写的是我们的一些信息，填写完整后，继续next>>。
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然后等待安装完成即可。
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安装完成，点击Finish。
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然后会跳出来这个界面，这个我们后面再讲，先点OK，把弹框都叉掉。
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激活MDK，导入License,激活MDK后便可使用了。
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特别提示：一定要输入License激活MDK软件，建议购买正版License。
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### 3.3 MDK安装
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安装完MDK后，我们需要安装开发套件中单片机型号对应的Pack。
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**安装方式一** 登录官网：http://www.keil.com/dd2/pack/
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下载Keil.STM32G0xx_DFP.x.x.x.pack 后安装。
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**安装方式二** MDK软件上在线安装
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打开软件，在导航栏打开Pack安装界面，然后选择ok选项。
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进入在线安装界面，选着STM32G0XX Pack,点击Install进行安装。
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至此，我们开发板的单片机程序开发环境已经搭建完毕，重启MDK软件就可以使用了。
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### 3.4 ST-Link驱动安装
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前面讲了开发板单片机程序的开发环境的搭建，但是为了将程序烧录到开发板中我们还需要使用仿真器。我们这套开发板选用ST公司的ST-Link V2仿真器进行开发板程序的烧写和仿真，下面介绍ST-Link驱动的安装及环境搭建。
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在ST官网下载ST-Link驱动，
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https://www.st.com/content/st_com/zh/products/development-tools/software-development-tools/stm32-software-development-tools/stm32-utilities/stsw-link009.html
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（驱动有2种： 32位电脑系统安装“dpinst_x86”、64位电脑系统安装“dpinst_amd64”）。
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运行对应的驱动，安装ST-Link V2驱动程序。安装路径尽量保持默认路径。
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安装完成后, 将ST-Link通过USB接口连入电脑。打开“设备管理器”。若看到如下图所示，表示驱动安装成功。
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这里提醒 2 点:
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1， 各种 windows 版本设备名称和所在设备管理器栏目可能不一样，例如 WIN10 插上STLINK 后显示的是 STM32 STLINK。
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2， 如果设备名称旁边显示的是黄色的叹号，请直接点击设备名称，然后在弹出的界面点击更新设备驱动
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至此， ST-Link 驱动已经安装完成。接下来大家只需要在 MDK工程里面配置一下 ST-Link即可。
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### 3.5 CH340串口驱动安装
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互联网搜索下载CH340 串口芯片的驱动
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安装方法：打开驱动安装程序点击安装即可。
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注：若安装失败，请先点击卸载，后点击安装。
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### 3.7 串口调试助手的安装与使用
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工具下载： http://www.daxia.com/download/sscom.rar
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安装方法：串口调试助手sscom5.13.1是免安装的，解压出压缩包即可直接使用。
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根据PC和终端之间的连接，选择正确的串行端口。
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打开电脑的设备管理器，在端口列表可以看到PC与开发板连接的端口号。
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我这里显示的是COM26，所以要在sscom工具中选择COM26，开发板程序波特率设置为115200，所以我在sscom串口工具中选择115200波特率。
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# 三、烧写腾讯云定制固件
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## 1. 下载固件
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腾讯云IoT AT指令是一套针对使用通讯模组（2G/4G/NB/WIFI）接入腾讯云物联平台的定制AT指令集，如果通讯模组实现了该指令集，则设备接入和通讯更为简单，所需代码量更少。 ESP8266作为IoT领域使用最广泛的一款WiFi芯片/模组，腾讯云在其通用AT指令基础上，增加了腾讯云IoT AT指令集，形成一个定制的模组固件QCloud_IoT_AT_ESP8266。
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下载链接：[https://github.com/TencentCloud/tc-iot-sdk-embedded-for-esp8266](https://github.com/TencentCloud/tc-iot-sdk-embedded-for-esp8266)
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使用git下载的命令如下：
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```bash
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git clone https://github.com/TencentCloud/tc-iot-sdk-embedded-for-esp8266.git
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```
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下载之后即可在图中圈出的文件夹中看到定制固件：
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## 2. 下载烧写工具
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使用乐鑫官方下载工具ESPFlashDownloadTool，下载链接如下：
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[https://www.espressif.com/zh-hans/support/download/other-tools](https://www.espressif.com/zh-hans/support/download/other-tools)
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点击下载Flash 下载工具（ESP8266 & ESP32 & ESP32-S2）：
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下载之后解压即可。
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## 3. 固件说明
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腾讯云IoT定制的AT模组固件QCloud_IoT_AT_ESP8266，适用于所有FLASH大小为2MB或者2MB以上的ESP8266模组。
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AT串口使用UART0，默认的Tx为GPIO1，Rx为GPIO3。但因为ESP8266的UART0 默认会在上电启动期间输出一些打印，如果打印信息影响设备功能，可在上电期间将 U0TXD(GPIO1)、U0RXD(GPIO3) 分别与 U0RTS (GPIO15)，U0CTS(GPIO13)进行交换，以屏蔽打印。因此提供两个版本的固件：
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- 名称包含UART_1_3的固件串口使用的Tx为GPIO1，Rx为GPIO3。
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- 名称包含UART_15_13的固件串口使用的Tx为GPIO15，Rx为GPIO13。
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进入QCloud_IoT_AT_ESP8266_FW，本文中我们使用第一个固件：
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## 4. 烧写固件
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### 4.1. 切换boot选择端子和串口选择端子
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① 将开发板上的ESP8266启动引脚配置端子切换到低电平；
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② 将开发板上的串口选择端子置于中间，使ESP8266直接与PC串口连接：
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方法参考下图：
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### 4.2. 运行Flash烧写工具
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双击工具，运行：
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选择开发者模式：
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选择ESP8266下载工具：
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### 4.3. 开始下载
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按照图中进行操作：
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点击下载之后，按下开发板上的复位键，Flash下载工具开始下载：
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若没有显示，请检查接线端子是否连接正确。
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### 4.4. 下载完成
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下载完成之后如图：
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关闭工具，将boot选择引脚拔下，将串口选择端子恢复默认。
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**注意：完成固件下载后，一定切记将跳线端子恢复到默认状态，默认端子怎么短接可以参考前面完整的组装成品图，否则wifi将没法工作，MCU也没法控制wifi。**
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# 四、基于TencentOS tiny接入腾讯云IoT Explorer指引
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基于TencentOS Tiny EVB G0要完成腾讯云IoT Explorer对接，需要完成两个部分的工作。
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一是：腾讯云IoT explorer 上完成项目、产品、设备创建、参数配置
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二是：基于TencentOS Tiny完成应用开发，向腾讯云上报业务数据。
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# 1. 云端操作步骤
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## 1.1. 新建项目
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登录[腾讯云物联网开发平台](https://cloud.tencent.com/product/iotexplorer)，点击新建项目，填写项目名称和简介：
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## 2.2. 新建产品
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点击项目名称进入到该项目中，点击新建产品：
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产品新建成功后，可在产品列表页查看到：
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## 2.3. 数据模板
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进入产品，点击【数据模板】，点击【导入JSON】，导入下面的JSON代码：
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```json
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{
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"version": "1.0",
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"profile": {
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"ProductId": "BDDSF87WEA",
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"CategoryId": "1"
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},
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"properties": [
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{
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"id": "ch20_ppm_value",
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"name": "甲醛浓度值",
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"desc": "",
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"mode": "r",
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"define": {
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"type": "float",
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||
"min": "0",
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"max": "2",
|
||
"start": "0",
|
||
"step": "0.001",
|
||
"unit": "ppm(mg/m3)"
|
||
},
|
||
"required": false
|
||
}
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||
],
|
||
"events": [],
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"actions": []
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}
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```
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导入之后自动根据json文件创建的属性如下：
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## 2.4. 创建设备
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点击【设备调试】，进入后点击【新建设备】，创建真实设备：
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创建成功之后进入设备，查看到产品ID、设备名称、设备秘钥：
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## 2. 基于TencentOS Tiny 完成设备侧应用开发
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进入 < TencentOS-tiny\board\TencentOS_tiny_EVB_G0\KEIL\mqtt_iot_explorer_tc_ch20_oled> 目录，打开TencentOS_tiny.uvprojx工程。
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### 2.1. 修改WIFI接入信息
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打开`mqtt_iot_explorer_tc_ch20_oled.c`文件编辑，修改要接入WIFI的名称和密码（建议使用手机热点，不要有特殊字符）：
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### 2.2. 修改云端对接信息
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同样在此文件宏，修改云端配置信息，使用之前在云端查看的信息替换：
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### 2.3. 编译工程
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点击编译按钮，编译整个工程：
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### 2.4. 下载程序
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点击进入工程配置界面按纽，进入工程配置界面：
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选择Debug选项，进入仿真器设置界面。
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下拉仿真器选择列表，选着ST-Link Debugger并勾选右侧Use,点击Settings进入ST-Link V2仿真器配置界面。
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开发板设计的程序烧录方式为SW，此处Unit选择ST-Link/V2,且Port选择SW,并确认右侧框内是否检测出SW设备，点击<确认>保存配置。
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点击确定之后，回到主界面，点击下载按钮：
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### 2.5. 使用串口助手查看日志
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运行sscom软件，打开电脑上开发板对应的串口，比如我选择COM26，点击【打开串口】：
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按下开发板上的复位键，程序开始运行，即可在串口助手中看到系统运行打印的日志：
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## 3. 云端平台查看设备数据
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回到腾讯云物联网开发平台，可以看到设备状态变为【在线】：
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点击【设备日志】一栏，可以看到设备上报的甲醛浓度值：
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点击【设备属性】一栏，点击【甲醛浓度值】后的【查看】，即可看到甲醛浓度值的历史数据曲线图：
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# 五、腾讯连连小程序操作步骤
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## 1. 添加家庭
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手机端在【微信】搜索【腾讯连连】小程序，首次使用需要进入后点击【我的】->【家庭管理】，添加一个你喜欢的名称即可。
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## 2. 添加调试设备
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返回【首页】，点击右上角“加号”图标：
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进入后点击右上角扫码图标：
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在腾讯云物联网开发平台进入【设备调试】，点击对应设备后的【二维码】：
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腾讯连连扫描此二维码即可成功添加设备，添加成功之后如图：
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点击此设备即可实时查看数据，并下发控制指令：
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## 3. 修改腾讯连连显示面板
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进入【交互开发】，点击【面板配置】一栏：
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在此页面中可以自己根据喜好配置小程序显示面板，如图：
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保存之后，在腾讯连连小程序删除设备，重新扫描绑定设备即可生效。
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# 六、腾讯连连公众号报警操作步骤
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## 1. 创建数据流
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点击左侧【数据开发】一栏，点击【新建数据流】：
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填写数据流名称：
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### 2. 设计数据流
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添加并设置【设备数据】节点：
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添加并设置【过滤节点】：
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添加并设置【推送节点】：
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### 3. 启动数据流
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设计完成后，点击【保存按钮】，再点击【启用】：
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### 4. 关注腾讯连连公众号
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在微信关注【腾讯连连】公众号：
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关注后，如果有任何告警消息，即可在公众号接收到。
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>如果仅仅为了测试告警功能，可以先将告警值设较小的值，比如设为0.070，测试完成之后再恢复国家规定标准0.80。
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至此，基于TencentOS-tiny的甲醛监测仪制作完成。
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