基于IoT和Arduino构建一个IPL记分板

　　今天我们将使用 NodeMCU 和 P10 显示模块构建一个基于 IoT 和 Arduino 的 IPL 记分板，它足够大，可以显示实时比分，而且制作起来非常简单。

　　构建物联网计分板所需的组件

　　项目比较简单，需要的组件也不多。只需收集下面列出的物品。

　　Arduino纳米

　　ESP8266 NodeMCU

　　性能板

　　男性和女性标题

　　9V 直流，2 安培电源

　　5 安培、3 安培 SMPS

　　连接线

　　基于节点 MCU 和 Arduino 的物联网记分板工作

　　该项目的完整工作如上面的框图所示。在这里，“ CRICAPI ”API 服务用于获取实时 IPL 分数，然后由 ESP8266 nodeMCU 解码并再次发送到控制显示的Arduino Nano 。在这里，串行通信用于将信息从NodeMCU发送到 Arduino Uno。然后Arduino将需要显示的所需信息发送到p10显示器。

　　P10 LED矩阵模组基本工作原理

　　P10 LED 显示模块是一种非常流行的矩阵显示器，用于宣传户外或室内条件。每个 p10 显示模块共有 512 个高亮度 LED，安装在塑料外壳上，旨在实现最佳显示效果。任何数量的此类面板可以组合成任何行和列结构，以设计 LED 通知/广告板。32*16 模块尺寸意味着每行有 32 个 LED，每列有 16 个 LED。因此，每个模块单元中有 512 个 LED。

　　这个模块有很多特点，比如它总共有512个LED，这使得制作广告牌非常酷，并且在我们需要展示的地方都需要它。它的总亮度为 3500-4500 尼特，因此您可以在光天化日之下非常清楚地看到它。它有一个最大值。功耗为 20W，因此可以由小型开关电源模块供电。它还需要一个单独的 5V 电源为逻辑部分供电。它具有 IP65 防水等级，因此可以在潮湿和雨天的户外轻松使用。

　　P10显示模块引脚说明：

　　Enable：此引脚用于通过向 LED 面板提供 PWM 脉冲来控制 LED 面板的亮度。

　　A、B：这些称为多路复用选择引脚。它们采用数字输入来选择任何多路复用行。

　　移位时钟 （CLK）、存储时钟 （SCLK） 和数据：这些是正常的移位寄存器控制引脚。这里使用移位寄存器74HC595。

　　P10显示模块接线图：

　　Arduino UNO 和 P10 显示模块按照如下所示的引脚映射互连：

　　重要的提示：

　　将 P10 模块的电源端子单独连接到 5V DC SMPS。建议将 5V、3 Amp 直流电源连接到单个 P10 LED 模块。如果您计划连接更多模块，请相应提高您的 SMPS 额定值。

　　基于 NodeMCU 和 IoT 的实时计分板 - 示意图

　　基于物联网的实时计分板的完整示意图如上所示。如电路图所示，首先将一个 9V 直流电源连接到 Arduino Nano，然后将来自 Arduino 的稳压 5V 直流电源提供给 NodeMCU。对于 Arduino 和 NodeMCU 之间的通信，使用 TX 和 RX 引脚，如图所示连接。最后，按照上图所示的电路图，将 P10 显示器连接到 Arduino。

　　在这个项目中，所有的连接都按照上图进行并焊接在穿孔板上。完成电路图后，电路板如下图所示：

　　连接成功后，我已将板子连接到 p10 显示器并将电路封装在外壳中，如下图所示：

　　基于物联网的记分板的软件设置

　　在成功设置硬件之后，现在是时候在编写代码之前设置软件部分了。首先，需要完成 API 设置。为此，请访问 URL：https ：//www.cricapi.com/并注册以创建一个新帐户。我们也可以使用我们的 Google 帐户登录。

　　登录您的 CricAPI 帐户，每天最多可免费获得 100 次点击。仪表板如下所示：

　　单击“ Test CricAPI ”选项并转到“ Cricket score ”选项。将出现一个窗口，如下所示，其中包含 URL 和示例输出。复制 URL 以供我们将来参考。我在印度，我喜欢板球，所以我将其配置为显示板球得分。如果您希望它为任何其他目的配置它，您可以通过稍微更改代码来轻松完成。

　　基于 NodeMCU 和 IoT 的 Live Cricket Board 代码

　　在本节中，我们将讨论从 HTTP 网站获取数据并将其显示到 P10 显示器所需的代码，因为我们使用的是 NodeMCU 和 Arduino，因此这些将分为两个部分。第一个 Arduino 代码配置 NodeMCU，第二个配置 Arduino Nano。

　　设置 NodeMCU 以上传代码：

　　如果您是第一次将代码上传到 nodeMCU，那么您必须先包含板，使用以下步骤。

　　要将代码上传到 NodeMCU，请按照以下步骤操作：

　　1.打开 Arduino IDE，然后转到File–》Preferences–》Settings。

　　2.在 “Additional Board Manager URL ”字段中输入https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json并单击“Ok”。

　　3.现在，转到工具 》 板 》 板管理器。在 Boards Manager 窗口中，在搜索框中键入ESP 8266，选择最新版本的开发板，然后单击安装。

　　4.安装完成后，进入Tools -》 Board -》 选择NodeMCU 1.0（ESP-12E Module）。现在您可以使用 Arduino IDE 对 NodeMCU 进行编程。

　　完成上述步骤后，现在可以将代码上传到 NodeMCU，完整的代码需要上传到 NodeMCU。首先，所有必需的库文件都将包含在代码中。这里，在这个项目中，ESP8266WiFi.h和ESP8266HTTPClient.h用于使用 ESP8266 NodeMCU Wi-Fi 模块，ArduinoJson.h用于使用 JSON 库，用于从 CricAPI 接收信息。

 

#include  
#include  
#include 

 

现在，定义了网络凭据，即 SSID 和密码。需要将 NodeMCU 连接到互联网。

 

const char* ssid = "管理员"; 
const char* 密码 = "123456789";

 

然后，为了将 nodeMCU 连接到互联网，调用 WiFi.begin并将 SSID 和密码作为其参数。此外，使用波特率 = 115200 初始化串行通信。                          

 

Serial.begin(115200); 
WiiFi.begin(ssid,密码);

 

在 loop() 内部，传递我们之前记下的 API URL，以获取实时板球比分。在http.begin () 函数中获取信息。

 

http.begin("http://cricapi.com/api/cricketScore?apikey=rd0uOcJvvxUCbNlzlsGWyJt3gP53&unique_id=1254075");

 

现在，通过读取并在串行监视器上打印 JSON 数据来验证接收到的 JSON 文件。然后如果接收到的数据是正确的，将其打印在 Serial 上以将其发送到 Arduino。

 

int httpCode = http.GET(); 
      if (httpCode > 0) 
      {
        字符串负载 = http.getString(); 
        const size_t bufferSize = JSON_OBJECT_SIZE(2) + JSON_OBJECT_SIZE(3) + JSON_OBJECT_SIZE(5) + JSON_OBJECT_SIZE(8) + 370；
        DynamicJsonBuffer jsonBuffer(bufferSize); 
        JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(http.getString()); 
        const char* name1 = root["description"]; 
        序列号.println(name1); 
        延迟（10000）；
      }

 

代码完成后，编译代码并上传到NodeMCU。成功上传后，现在是时候为 Arduino 编写代码了。

对 Arduino Nano 进行编程： 

与 NodeMCU 类似，我们需要先对 Arduino 进行编程，然后才能继续前进并完成代码。

对于 Arduino Nano，我们必须包含应用程序中使用的所有库。这里，代码中使用了“DMD.h”库和“ TimerOne.h ”，这两个库都可以通过下面给出的链接下载。

从 GitHub 下载 DMD.h 库

从 GitHub 下载 TimerOne.h 库

下载并包含这两个库后，通过包含所有必需的库来启动代码。

 

#include  
#include  
#include  
#include "SystemFont5x7.h" 
#include "Arial_black_16.h"

 

在下一步中，为 LED 矩阵定义行数和列数。这里本项目只用到了一个模块，所以ROW值和COLUMN值都可以定义为1。

 

#define ROW 1 
#define COLUMN 1 
#define FONT Arial_Black_16 
DMD led_module(ROW, COLUMN);

 

定义了一个函数scan_module()，它通过 SPI 终端持续检查来自 Arduino Nano 的任何传入数据。如果是，那么它将触发中断以执行用户在程序中定义的某些事件。

 

无效 scan_module() 
{ 
  led_module.scanDisplayBySPI(); 
}

 

在setup()内部，定时器被初始化，中断被附加到函数scan_module，这在前面已经讨论过了。最初，使用函数clear screen(true) 清除屏幕，这意味着所有像素都定义为 OFF。

在这里，串行通信也启用了串行功能。begin(115200)其中 115200 是串行通信的波特率。

 

无效设置（）
{ 
  Serial.begin（115200）；
  Timer1.initialize(2000); 
  Timer1.attachInterrupt(scan_module); 
  led_module.clearScreen（真）；
}

 

在这里，检查串行数据的可用性，是否有来自 nodeMCU 的有​​效数据。接收到的数据存储在一个变量中，然后打印在 p10 显示器上。

 

无效循环（）
{
  如果（Serial.available（））
{
数据=Serial.readString（）；
} 
Serial.println(数据); 
(String("Score:")+String(data)).toCharArray(cstr1, 100); 
    led_module.selectFont(字体);

 

然后，为了在模块中显示信息，使用selectFont()函数选择字体。然后drawMarquee()函数用于在 p10 板上显示所需的信息。

 

led_module.drawMarquee(cstr1,100, (32 * ROW), 0); 
    长开始 = 毫秒（）；
    长时间的计时=开始；
    布尔标志 = 假；

 

最后，由于我们需要滚动消息显示，我们编写了一个代码，使用一定的周期将整个消息从右向左移动。

 

    while (!flag) 
    { 
      if ((timming + 30) < millis()) 
      { 
        flag = led_module.stepMarquee(-1, 0); 
        计时 = 毫秒（）；
      } 
   } 
}

 

节点单片机代码：


#include

#include

#include

const char* ssid = "admin";

const char* 密码 = "123456789";

整数计数 = 0；

无效设置（）

{

Serial.begin（115200）；

WiFi.begin(ssid, 密码);

而（WiFi.status（）！= WL_CONNECTED）

{

延迟（1000）；

}

}

void loop()

{

if (WiFi.status() == WL_CONNECTED)

{

HTTPClient http;

http.begin(" http://cricapi.com/api/cricketScore?apikey=rd0uOcJvvxUCbNlzlsGWyJt3gP53… ");

int httpCode = http.GET();

如果（http代码>

{

字符串负载 = http.getString();

const size_t bufferSize = JSON_OBJECT_SIZE(2) + JSON_OBJECT_SIZE(3) + JSON_OBJECT_SIZE(5) + JSON_OBJECT_SIZE(8) + 370；

DynamicJsonBuffer jsonBuffer(bufferSize);

JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(http.getString());

const char* name1 = root["description"];

序列号.println(name1);

延迟（10000）；

}

http.end();

}

}


Arduino代码：


#include

#include

#include

#include "SystemFont5x7.h"

#include "Arial_black_16.h"

#define ROW 1

#define COLUMN 1

#define FONT Arial_Black_16

字符输入；

整数a = 0，b = 0；

整数标志 = 0；

字符 cstr1;

DMD led_module（行，列）；

字符串数据="";

无效 scan_module()

{

led_module.scanDisplayBySPI();

}

void setup()

{

Serial.begin(115200);

Timer1.initialize(2000);

Timer1.attachInterrupt(scan_module);

led_module.clearScreen（真）；

}

无效循环（）

{

if (Serial.available())

{

data=Serial.readString();

}

Serial.println(数据);

(String("Score:")+String(data)).toCharArray(cstr1, 100);

led_module.selectFont(字体);

led_module.drawMarquee(cstr1,100, (32 * ROW), 0);

长开始 = 毫秒（）；

长时间的计时=开始；

布尔标志 = 假；

while (!flag)

{

if ((timming + 30) < millis())

{

flag = led_module.stepMarquee(-1, 0);

计时 = 毫秒（）；

}

}

}