11. ESP8266使用Mongoose-os的体验2 - 【Advanced JavaScript】开发

关于本文

在【8. ESP8266使用Mongoose-os初体验（使用bh1750传感器）】一文中，介绍过在mongoose-os中利用javascript(mjs)进行bh1750数据读取的方法。脚本语言的灵活和非编译解释执行的特点表现的很鲜明，代码少，开发便利，这也是nodeMCU和各种脚本iot平台繁荣、大行其道的原因之一。
但是作为mongoose-os这样一个iot系统而言，mjs只是为提高效率、原型开发而加入的javascript的语法糖。其核心部分依然是C实现来主导，甚至mjs中的大量接口都是通过直接ffi映射C接口而来。当然，用mjs完全可以做开发（简单），但知其然也要知其所以然，复杂的应用、新设备的支持，用C来进行开发底层，或者功能接口映射到mjs是更自然的做法。这也就是官方所说【Advanced JavaScript】开发。

举例而言，mongoose-os对传感器的支持有限，官方的只有bme280等寥寥数种，对于不支持、不常见的传感器而言，用户必须自己进行驱动的开发。

本文以bh1750光度传感器为例（主要还是简单），简单介绍mongoose-os下，
开发环境的配置，I2C驱动的开发示例，以及mjs的导出和使用。
（bh1750的I2C接口很简单，只有用mjs也足以胜任，本文目的为介绍开发步骤和注意点）

1.开发环境的配置

mongoose-os虽说是opensource的，但利益驱动使然，其牢牢控制住了开发中的每一个步骤。
从空工程建立、依赖库下载，编译、固件刷入，都需要用其mos工具，除下载固件外，都必须在其云端完成。

环境在linux和windows上均可运行，编译、固件写入的入口均为官方的mos程序。
（本文的环境为win+git bash+mos.exe）

1. 空工程创建
   从github上下载工程模板，并重新命名为bh1750-app

    git clone https://github.com/mongoose-os-apps/empty bh1750-app
   

文件列表如下：

./build
./fs               ->文件系统（可视为mos中看到的device Files），后面做成的mjs文件将置于此目录
./fs/index.html
./LICENSE
./mos.yml   ->配置文件
./README.md
./src
./src/main.c  ->C实现代码

2.代码实现介绍

bh1750使用I2C接口，因此需要根据bh1750的datesheet，增加数据访问接口（即驱动实现）。
另外bh1750支持1次测量、连续测量 + L分辨率和2种H分辨率等多种组合模式，
这里简便起见，驱动部分只实现了 连续 H 分辨率模式，并直接实现于src/main.c。如果实现完整的、标准的驱动，应当与main.c分离实现。

• 修改src/main.c文件实现驱动

  src/main.c

   #include "mgos.h"
   #include 
   #include 
   #include 
   #include 
   
   int32_t bh1750_init() {
   		// 获取i2c总线实例
           struct mgos_i2c* i2c = mgos_i2c_get_global();
           if (NULL == i2c) {
               LOG(LL_INFO, ("Could not get i2c global instance"));
               return -1;
           }
           
   	// 通电
           int8_t cmd = 0x01;
           bool ok = mgos_i2c_write(i2c, 0x23, &cmd, 1, true); // dh1750默认地址为0x23（没有寄存器）
           if( !ok ) {
                   return -2;
           }
   		
   	// 设置连续 H 分辨率模式
           cmd = 0x10;
           ok = mgos_i2c_write(i2c, 0x23, &cmd, 1, true);  // dh1750默认地址为0x23（没有寄存器）
      		return ok ? 0 : -3;
   }
   
   int32_t bh1750_read() {
   		// 获取i2c总线实例
           struct mgos_i2c* i2c = mgos_i2c_get_global();
           if (NULL == i2c) {
               LOG(LL_INFO, ("Could not get i2c global instance"));
               return -1;
           }
   
           uint16_t data = 0;
           uint16_t lux = 0;
           
         // 连续 H 分辨率的数据读取
         // bh1750默认地址为0x23，没有寄存器，直接从总线上读
           bool ok = mgos_i2c_read(i2c, 0x23, &data, 2, true);
           if( ok ) {
           		// 数据为2字节，收到的第1字节为高位，第2字节为低位
           		// 变换后按datesheet计算要求除1.2
                   ((uint8_t*)(&lux))[0] = ((uint8_t*)(&data))[1];
                   ((uint8_t*)(&lux))[1] = ((uint8_t*)(&data))[0];
                   lux /= 1.2;
           }
      		return ok ? lux : -2;
   }
   
   // app默认初始化，如果希望没有bh1750不启动可在此检测
   enum mgos_app_init_result mgos_app_init(void) { 
     LOG(LL_INFO, ("Hi there"));
     return MGOS_APP_INIT_SUCCESS;
   }
  

• 增加fs/api_bh1750.js文件，导出mjs接口
  内容如下：声明ffi接口，并导出无状态的全局对象BH1750。
  如果驱动支持多种模式并且能切换模式，就需要在持有状态数据。
  fs/api_bh1750.js

   let BH1750 = {
       init : ffi('int bh1750_init()'),
       lux : ffi('int bh1750_read()'),
   };
  

• 增加初始脚本文件fs/init.js，在其中使用定时器打印传感器采集的流明数据
  fs/init.js

   load('api_config.js');
   load('api_rpc.js');
   load('api_timer.js');
   load('api_bh1750.js'); // 加载bh1750驱动
   
   let ret = BH1750.init(); // bh1750初始化
   print('init result:', ret);
   
   // 连续 H 分辨率模式要求120ms以上间隔
   Timer.set(1000, true, function() { 
     let lux = BH1750.lux(); // 获取流明数据
     print('lux:', lux);
   }, null);
   
   // 注册mongoose-os的RPC服务
   RPC.addHandler('Lux.Read', function(args) { 
     return { value: BH1750.lux() };
   });
  

3.编译配置修改

修改mos.yml文件，其为标准的YAML格式，具体格式、注意点可搜索。

author: mongoose-os
description: A Mongoose OS app skeleton
version: 1.0

libs_version: ${mos.version}
modules_version: ${mos.version}
mongoose_os_version: ${mos.version}

# Optional. List of tags for online search.
tags:
  - c

# List of files / directories with C sources. No slashes at the end of dir names.
sources:
  - src

# List of dirs. Files from these dirs will be copied to the device filesystem
filesystem:
  - fs

#驱动的配置信息可以加入config
# config_schema:
#  - ["my_app", "o", {title: "My app custom settings"}]

#默认使用i2c总线
config_schema:
  - ["i2c.enable", true]

libs:
  - origin: https://github.com/mongoose-os-libs/boards
  - origin: https://github.com/mongoose-os-libs/ca-bundle
  - origin: https://github.com/mongoose-os-libs/rpc-service-config
  - origin: https://github.com/mongoose-os-libs/rpc-service-fs
  - origin: https://github.com/mongoose-os-libs/rpc-uart
  - origin: https://github.com/mongoose-os-libs/i2c   （增加i2c库依赖）
  - origin: https://github.com/mongoose-os-libs/rpc-service-i2c （增加rpc依赖，不加也可，目的是用scan接口调试）
  - origin: https://github.com/mongoose-os-libs/mjs（增加mjs依赖）

# Used by the mos tool to catch mos binaries incompatible with this file format
# 貌似日期实为框架版本，不可随意变更
manifest_version: 2017-09-29

3.编译

在bh1750-app目录下执行编译命令行：

e:/mos.exe --verbose build --arch esp8266

建议打开-verbose选项，可看到详细的日志，基本流程如下：

1. 连接到https://mongoose.cloud，上传代码，构筑临时环境
2. 在云端从github上checkout各种核心库和依赖库
3. 在云端环境，各种mount配置好文件环境
4. 用docker容器进行真正编译（语法错误会在此阶段提示）
5. 编译后的用户固件、fs固件、ESP8266的初始配置固件等打包为zip文件置于build目录下

优点显而易见：一键编译，依赖处理，云端可以统一维护、调整编译环境，
缺点也是鲜明：所有代码上传，毫无秘密可言；编译细节无法得知（甚至不知道具体编译器是什么）；必须联网、速度很慢、访问繁忙时无法编译。

成功后日志的最后会有如下消息：

Success, built bh1750-app/esp8266 version 1.0 (20181007-145007).
Firmware saved to build/fw.zip

打包的Zip文件内容如下：

 624K 10月  7 14:50 bh1750-app.bin
  128 10月  7 14:50 esp_init_data_default_v08.bin
 256K 10月  7 14:50 fs.bin
 1.2K 10月  7 14:50 manifest.json
 2.3K 10月  7 14:50 rboot.bin

其中，bh1750-app.bin为C语言的固件，fs.bin为存放mjs（包括依赖的底层mjs)的固件，manifest为刷入配置，其余为乐鑫官方提供的初始固件。

4.固件刷新

在bh1750-app目录下执行命令行如下（无须指定串口号，这点还没有调查是如何实现的）：
e:/mos.exe --verbose flash

$ e:/mos --verbose flash
    Loaded bh1750-app/esp8266 version 1.0 (20181007-145007)
    Using port COM3
    Opening COM3 @ 115200...
    Connecting to ESP8266 ROM, attempt 1 of 10...
      Connected, chip: ESP8266EX
    Running flasher @ 0...
      Flasher is running
    Flash size: 4194304, params: 0x0240 (dio,32m,40m)
    Deduping...
         2320 @ 0x0 -> 0
       262144 @ 0x8000 -> 65536
       638560 @ 0x100000 -> 474720
          128 @ 0x3fc000 -> 0
    Writing...
         4096 @ 0x7000
        65536 @ 0x11000
        77824 @ 0x101000
      ...
       200704 @ 0x163000
        16384 @ 0x195000
         8192 @ 0x19a000
         4096 @ 0x3fb000
    Wrote 548448 bytes in 32.90 seconds (130.23 KBit/sec)
    Verifying...
         2320 @ 0x0
         4096 @ 0x7000
       262144 @ 0x8000
       638560 @ 0x100000
         4096 @ 0x3fb000
          128 @ 0x3fc000
    Booting firmware...
    All done!

4.接线

ESP8266是安信可的NodeMCU板(ESP12系列的话，接线相同）

BH1750(GY-302)	ESP8266(NodeMCU)
VCC	3V3
GND	GND
SCL	D5(Pin14)
SDA	D6(Pin12)

Mongoose-os上的I2C的SCL和SDA的管脚是可配置的。
因为ESP8266没有硬件I2C，其I2C是软件模拟的。

5.效果演示