开源地址：https://github.com/ART-Badge

前言

关注 RT-Thread 的同学必定晓得，RT-Thread 为了向泛滥开发者展现 RT-Thread 的最新开发和生态建设成绩，每年都会举办一场开发者大会（简称：RDC — RT-Thread Developer Conference），在 2020 年度的开发者大会上，咱们 RT-Thread 给到现场的每个开发者们都发放了一个电子胸牌，胸牌的名称起名为 ART-Bagde。另外，特此感激在电子胸牌制作过程中 REALTEK、创凌对咱们的反对！

ART-Badge 是什么？

首先附上两张渲染图↓

ART-Badge 侧面图片

ART-Badge 背面图片

再来看视频↓

功能设计篇

首先让咱们看一下，往年的电子胸牌比拟去年款有哪些降级，减少哪些性能？

先看一下 2020 款 ART-Badge 的次要性能：

• 微信小程序应用蓝牙推送开发者信息（姓名、公司职称）
• 软件 RTC 同步工夫
• 首界面展现工夫 + 手机推送的信息
• 两个 app demo：蓝牙传输助手 + 应用阐明

往年，咱们在去年的胸牌的根底上进行了大幅度的降级与优化，废话不多说，上面间接贴一张功能设计和拟用技术路线的导图↓

思维导图

开发流程图

概括一下，ART-Badge V2.0 次要有以下新特点：

• 自主设计的电路硬件，PSRAM 扩充为 8M，电池换用 300mAh 锂电池，可重复充电。
• 应用体积更玲珑的 SC7A20 替换原有的 mpu6050。
• 增加了 ADC 采样电路，能够采集电池电量信息。
• 整体界面面目一新，默认采纳暗彩色主题背景。
• 应用最新公布的 湃心 OS V4.1 开发，开发工具全新降级为基于 VSCode 插件模式的 Persim Studio。
• 减少游戏、音乐播放器、电子相册…等等丰盛小程序 app。
• 小程序全新降级：蓝牙推送用户、城市天气信息。
• 反对应用最新湃心 OS 小程序进行二次开发。

结构设计篇

因为去年的电子胸牌并没有外壳，胸牌反面的电子元器件都是袒露在空气中的，拿到手上会有显著的突出感，同时暴漏在空气中容易对电容触摸芯片产生烦扰，影响用户应用成果，再加上往年的锂电池电路进行了调整：将纽扣电池更新为了锂电池，不应用胶带粘在背地无奈固定。

综上，往年的电子胸牌决定应用亚克力作为 ART-Badge V2.0 的外壳设计。

抉择亚克力作为外壳构造有几个起因：

• 其一是该计划的“视觉极客感”最强，因为间接应用通明盖板将 PCB 电路展示进去，颜值方面化繁为简，合乎审美哲学
• 其次是如果应用封闭式设计的话按键误触，锂电池的插拔就变成须要考量的因素了，而夹层式的凋谢设计则在这方面齐全无需放心
• 最初一个起因是，高性价比

亚克力外壳成品

电路设计篇

RTL8762D 作为主控芯片，MCU 主频为 90MHZ，运行 RT-Thread 操作系统，并整体应用睿赛德科技的湃心穿戴 OS，外扩了 8M 的 PSRAM，以及 16M 的片外 flash。

ART-Badge 次要应用到串口（用于调试和控制台输入），GPIO（用于驱动按键、蜂鸣器和 ADC 采集），I2C 接口（用于和板载的 SC7A20 三轴加速度传感器通信）。

底板的 PCB 采纳 2 层 Layout。板载的 IC 次要有：

• 半反半透明屏幕，分辨率 240 X 240，色彩格局 RGB565，在敞开背光的状况下仍旧能有杰出的可视度。
• APS6404L-3SQR，PSRAM（动静随机存取存储器），用于动静加载图形资源，8M 的容量非常富裕。
• ch340e，USB 转串口芯片，也很罕用，通过 USB 线把 ART-Badge 连贯电脑之后，就能够间接用串口控制台应用 shell 了，前面的二次开发也是应用到了串口工具 UDB 下载。
• BS814A-1，电容触摸 IC，用于 ART-Badge 侧面的按键交互。
• SC7A20，士兰微出的一款高精度 12bit 数字三轴加速度传感器芯片，内置功能丰富，功耗低，体积小，测量准确。

（补充一点：为了兼顾好看，侧面是看不到走线的，（所以这是单面板？不）全副藏在屏幕反面了）

PCB 投板回来之后就是焊接技能施展阶段了，次要用到的工具有：热风枪、烙铁、镊子、锡浆、吸锡带、助焊剂等。与直插元件不同，贴片的器件因为焊盘太小（大部分的是 0402 阻容），器件散布太密集，手工焊接采纳的办法次要是风枪吹焊。

pcb 焊接

进行焊接的第一步是制作钢网，也就是器件焊盘的掩模，这个在设计好 PCB 之后把相干的加工文件发给厂家就能够进行激光切割制作了。

上一步贴片实现之后就须要用风枪进行吹焊回流了。吹焊温度大略管制在 250-300 度，风枪的吹嘴去掉以增大风口便于平均加热。

软件实现篇

硬件搞定之后就开始移植软件啦，ART-Badge 运行的是基于 RT-Thread 的湃心穿戴 OS。

这里科普一下 湃心穿戴 OS，它是一个超轻量级、已量产的产品级穿戴操作系统平台。中间层的模块包含 GUI 引擎、通信组件、NFC、存储类工具等。中上层是由 JavaScript 搭建的应用程序框架，最上层则是轻量级系列泛滥的小程序。

湃心 OS

湃心穿戴 OS 有几大特色：

• GUI 采纳可用于 MCU 上的第四代柿饼 GUI，具备类 Android 界面交互，反对多点触摸，成果更加炫酷，同时反对矢量图形库，具备加强的图形处理能力。
• 小程序的开发模式。采纳类微信小程序开发模式，上手极快，利用轻量级，反对利用商店，极速装置体验，反对多国语音。
• 提供 MVVM 利用开发框架。利用的界面开发和业务逻辑是相互解耦的，贴合前端工程师习惯。
• 跨平台能力。软件一次开发，即可在任一硬件 CPU、MCU 及 MPU 平台上运行；
• 湃心穿戴 OS 还具备一些创新性的组件，如音讯治理引擎（EMQ）、数据管理组件（DCM）、KVDB 及 TSDB 数据库、DIY 开发套件。

软件次要分为以下几个模块：

• GUI 模块（Graphical User Interface，图形用户界面），用于人与设施进行交互
• BLE 模块（Bluetooh Low Energy，语音合成），通过播送形式与小程序连贯接管信息
• AUDIO（音频播放解码模块），用于无源蜂鸣器对音乐的解码、播放
• EMQ（Enhance Message Queue，公布订阅式的音讯队列组件），可能买通 C 到 JS，JS 到 JS，C 到 C 的音讯链路，可能很不便的将音讯发到任意一个中央
• DCM（Data Cache Management，数据管理组件），次要用于 JS 与 C 之前数据的交互，对立治理和控制系统中的数据统，确保各模块间数据传输的性能

GUI 最上层的开发应用 JS 语法，这个就比拟有意思了，应用过 Android Studio 的小伙伴们可能很相熟，安卓 UI 的利用开发是能够进行拖拽式的，这里和柿饼 UI 的设计器十分相似，Persim Studio 和 Android Studio 一样也是通过 .xml 的形式对界面进行治理。所以相熟或者有过安卓开发的小伙伴会有莫名的亲切感。

湃新 os 设计器

BLE 应用的是 RealTek 自带的蓝牙协定栈，通过 BSAL 形象层进行治理，BSAL（Bluetooth Stack Abstract Layer）软件包是由 RT-Thread 针对不同 蓝牙协定栈接口实现的，目前反对的协定栈有：nimble，realtek 等协定栈。

Audio（音频）设施是嵌入式零碎中十分重要的一个组成部分，负责音频数据的采样和输入。Audio 设施通常由数据总线接口、管制总线接口、音频编解码器（Codec）、扬声器和麦克风等组成。

嵌入式音频系统组成

RT-Thread Audio 设施驱动框架是 Audio 框架的底层局部，次要负责原生音频数据的采集和输入、音频流的管制、音频设备的治理、音量调节以及不同硬件和 Codec 的形象等。在本零碎中就将蜂鸣器设施注册到了 Audio 框架中，从而实现对蜂鸣器的开、关、音乐的解码、播放性能。

EMQ 音讯队列具备以下性能：

• 反对一发多收。一个生产者生产音讯可被多个消费者应用
• 反对多个音讯绑定。一个消费者能够绑定多个不同的通道，接管不同生产者发送的音讯。
• 公布音讯零碎开销小，效率高。
• 不同模块间低耦合。
• 超轻量级的整数类型音讯
• 全链路可达

EMQ 运作原理

DCM 数据缓存治理框架次要性能个性：

• 反对 Value Change 模型
• 反对存取任意类型数据
• 反对多实例性能，解耦不同模块间数据处理；
• 全链路买通，JS 与 C 能均能拜访同一内存池
• 反对订阅公布模型，可用于音讯推送和告诉
• 反对数据长久化保留性能；

dcm_framework

在本我的项目中，像一些参数须要数据长久化存储、js 端对 adc 采集电量数据的监听、获取屏幕亮度，小程序推送的信息等等都是用到了 dcm 组件。

结束语

看到这里你是不是对往年的电子胸牌产生了更多的期待呢？那么通知大家一个好消息， 到场参会人人都能够支付电子胸牌哦~

不管风云变幻，RT-Thread 通过一直迭代和生态的欠缺，与开发者共成长。Beyond.RDC 2021，咱们在深圳等你！

快来报名参会支付属于你的电子胸牌 V2.0 吧！

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说两句，以下内容来自咱们胸牌团队的工程师：
😊往年给大家带来了外壳，尽管简略，但也是用心设计的。
😎新增了紫色版本的阻焊层，沉金工艺，搭配起来我称它为湖人紫……
😁软件搭载了全新一代湃心 OS，是 RTThread+PersimUI 的究极产物，穿戴畛域佼佼者，开机的 demo 会开源，GitHub 见
🙄引出了 SWD 和串口，反对二次开发，即是极客味儿十足的集体胸牌，也能做开发板，想怎么玩都行
😊侧面无任何走线，这可不是单面板，是把侧面的走线全副暗藏在屏幕背地了，这点破费了不少心理，最终最进去艺术性不错，作为摆件也挺难看的，这是硬件设计的特色之一。
☹️原本想把熊大的签名作为 Solder 层刻在胸牌上，能够最终计划没有驳回，比拟遗憾
😆️软硬件的全副开发人员昵称都用丝印刻在屏幕的前面了，被屏幕盖住（没事儿别扣开屏幕哈……强力胶粘住屏幕会坏），算是一个小彩蛋，这是给参加这个小我的项目开发的小伙伴一个必定和纪念，这个做法灵感来自于晚期乔布斯时代的 Macintosh 电脑机箱外面会有工程师的签名。想让这些名字能随同在来加入开发者大会的各位身上。（去年的那款也有）