穿戴式裝置與物聯網應用:認識LinkIt ONE開發板

文/CAVEDU教育團隊

各位讀者, 歷經連載了20 回的Android 手機與樂高機器人專題之後,我們將帶您進入穿戴式裝置與物聯網的世界!從本期專題開始,我們要介紹如何使用LinkIt ONE 這塊Arduino相容板來製作各種專題。歡迎和我們一起動手做!LinkIt ONE 是臺灣聯發科技股份有限公司與大陸Seeed Studio 針對穿戴式與物聯網這兩個議題所開發的Arduino 相容板, 腳位配置比照Arduino UNO , 因此市面上諸多的擴充板都可以直接使用。

另一方面,LinkIt ONE 具備了聯網所需的各種規格,包含Wi-Fi、藍牙、GPRS 行動網路以及GPS 衛星定位等,只要接上對應天線就可以了,其他板子可是要另外買擴充板才行呢 。更棒的是,LinkIt ONE 也有完整的雲端服務:MediaTek Cloud Sandbox。我們會在日後的專欄中詳細介紹MCS ,可以製作雲端氣象站、遠端遙控家電與GPS 路徑追蹤器等有趣範例,您一定會喜歡的!

MediaTek LinkIt

MediaTek LinkIt 是針對穿戴式與物聯網裝置所設計的作業系統,可以連接其他智慧型裝置或直接連上各種雲端應用服務。MediaTek LinkIt 可在MediaTek Aster(MT2502) 這片世界上最小的商用系統單晶片(SoC)上執行, 這款晶片也能與MediaTek的高效率Wi-Fi 與GPS 晶片組搭配運作。在開發LinkIt 裝置的各種應用時,您可以充分運用LinkIt 軟體開發套件(Software Development Kit ,SDK)。本套件已提供了Arduino IDE版本, 之後會推出Eclipse 版本。另外也有開發裝置原型的LinkIt 硬體開發套件(HDK),由MediaTek 設計硬體電路, 再由Seeed Studio 製作的LinkIt ONE 是本平臺的第一款開發板(圖1)。

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圖1 MediaTek LinkIt 架構。

 

LinkIt的強項:

  • 針對效能與耗電上的最佳化,特別適合專攻穿戴式與物聯網這種獨立式裝置的需求。
  • 完整的通訊與多媒體功能,支援GSM、GPRS、Bluetooth EDR/BLE、SD記憶卡以及MP3/AAC音效,當然也有Wi-Fi與GPS(需另外加裝天線)。
  • 用於Arduino IDE的LinkIt SDK,之後會支援 Eclipse。

LinkIt ONE 的核心是MediaTek 自家生產的Aster(MT2502A)處理器,以及高效能的Wi-Fi(MT5931) 與GPS(MT3332) 晶片組。這樣一來您在同一塊開發板上就能享有完整的通訊與定位等功能,非常方便。LinkItONE 與標準的 Arduino 開發板有著類似的腳位配置,LinkIt ONE 具備了連接各類感測器與週邊裝置的介面,很容易就能結合您想用到的硬體來製作穿戴式與物聯網裝置的原型。

就軟體面來說,LinkIt SDK( 用於Arduino IDE) 提供了所有您所需的Arduino API , 藉此能做到以下諸多功能(圖2):

  • 無痛移植現有的Arduino程式碼到LinkIt ONE上執行
  • 運用各種LinkIt ONE通訊功能——例如GSM、GPRS、藍牙(2.1與4.0)以及Wi-Fi——還有定位與記憶體相關等功能。
圖2 LinkIt ONE 對應 LinkIt OS 。

重要功能

  • 支援MCU 、GSM、GPRS、Wi-Fi、Bluetooth EDR/BLE、GPS、語音輸出以及 SD 記憶卡接頭。
  • 腳位配置與Arduino UNO類似,包含數位IO、類比IO、PWM、I2C、SPI、 UART與電源供應。
  • 開發板硬體完全開放分享,包含電路圖與腳位定義等。

LinkIt ONE 開發板與配件

在LiniIt ONE 正面,由左側開始順時鐘依序是micro USB 接口、聲音輸入輸出接孔、指示LED、數位腳位、類比輸入腳位、電源腳位、Reset重置按鈕與電池接孔。只要將microUSB 傳輸線接上電腦的USB 埠或是接上電池,LinkIt ONE 就會啟動並執行其中的程式(圖3)。

圖3 LinkIt ONE 開發板正面。

接著把它翻過來看看,左側有SD 記憶卡/ SIM 卡二合一插槽,右側則是GSM 天線、Wi-Fi / 藍牙天線與GPS
天線的接頭,別接錯囉!如果您之後的專案要用到這些通訊功能的話,就要接上對應的天線,GSM 天線還需要搭配
已開通行動網路的SIM卡才行(圖4)。

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圖4 LinkIt ONE 開發板背面。

LinkIt ONE 的通訊功能都是以外接天線的方式來提供, 共有Wi-Fi /藍牙、GPRS 以及GPS 三支天線(圖5、6、7), 使用時只要接到LinkIt ONE開發板背面對應的接點即可。

圖5 Wi-Fi /藍牙天線。
圖6 GPRS 天線。
圖7 GPS 天線。

如果不透過USB 供電的話,LinkIt ONE 很貼心提供了一個電池(圖8),板子上也有電池專用的接孔。雖然電池容量只有1000mAh , 但在一般的狀況下已經很夠用了。

圖8 鋰電池。

下一期專欄開始將會使用 LinkIt ONE 進行基礎的電子元件操作,之後再帶入各種雲端應用,期待您與我們一起開始喔!最後將 LinkIt ONE 的規格整理如下表:

表1 LinkIt ONE 規格

分類項目規格
微控制器晶片組
核心
時脈
MT2502A(Aster)
ARM7 EJ-S
260MHz
PCB尺寸尺寸3.3*2.1英吋
記憶體Flash
RAM
16MB
4MB
電源電池接頭
每個I/O腳位輸出的直流電流
3.7~4.2V鋰電池
0.3~3mA
數位I/O腳位腳位數量
電壓
3(A0, A1, A2)
0~5V
PWM輸出腳位腳位數量
電壓
2(D3, D9)
3.3V
最高解析度13bit
頻率
(解析度)
(可客製化)
1.6KHz(13bit)
50.8KHz(8bit)
800KHz(4bit)
(可客製化)
外部中斷腳位數量2(D3, D9)
3.3V
I2C
(只有master)
組數
速度
1(SDA, SCL)
100Kbps, 400Kbps, 3.4Mbps
SPI
(只有master)
組數
速度
1(MOSI, MISO, SCK, SS)
104Kbps~26Mbps
UART組數
電壓
1(D0[RX], D1[TX])
3.3V
UART on USB組數1
通訊GSM
GPRS
Bluetooth
Wi-Fi(MT5931)
850/900/1800/1900MHz
Class 12
BR/EDR/BLE(雙模式支援)
802.11 b/g/n
定位GPS(MT3332)GPS/GLONASS/BeiDou
儲存空間Flash
SD card
10MB
最高可達32GB(Class 10)
可執行空間RAM(Code+RO+RW+ZI+Heap)2MB
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參考資料:

文章原文刊載於《ROBOCON》國際中文版2015/5月號

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馥林文化

馥林文化是由泰電電業股份有限公司於2002年成立的出版部門,有鑒於21世紀將是數位、科技、人文融合互動的世代,馥林亦出版科技機械類雜誌及相關書籍。馥林文化出版書籍http://www.fullon.com.tw/

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