RA4M2开发IOT(6)----涂鸦模组快速上云

概述

本方案利用 Renesas RA4M2 MCU 与涂鸦智能预认证 Wi-Fi 模组的深度结合，实现多种传感器数据的云端采集与可视化管理。RA4M2 负责对传感器进行高速采样，并通过 UART接口将整合后的数据流推送给内置涂鸦协议栈的 Wi-Fi 模组。模组通过 TLS 加密通道与涂鸦云平台双向通信，既可将上传的数据点（DP）实时同步至云端，也可接收来自 App 或自建后台的控制指令。
借助涂鸚 IoT 平台，开发者只需在控制台一次性定义数据模型（DP）、下载 MCU 二次开发包并完成少量底层 HAL 实现，即可在几天内完成从硬件到移动端的端到端 Demo，在涂鸦智能 App 或基于 MQTT/HTTP 的自建后台中，可实时监控历史趋势并下发命令。
通过本方案，您可以在 1–2 天内完成硬件、固件与云端的一体化部署，实现任意传感器数据的可视化管理和智能联动。

最近在瑞萨RA的课程，需要样片的可以加qun申请：925643491。

视频教学

https://www.bilibili.com/video/BV1JHTbzjEht/

RA4M2开发IOT(6)----涂鸦模组快速上云

样品申请

https://www.wjx.top/vm/rCrkUrz.aspx

硬件准备

首先需要准备一个开发板，这里我准备的是自己绘制的开发板，需要的可以进行申请。
主控为R7FA4M2AD3CFL#AA0

这里使用的无线硬件是涂鸦CBU模组。

参考程序

https://github.com/CoreMaker-lab/RA4M2_IOT

https://gitee.com/CoreMaker/RA4M2_IOT

涂鸦官网链接

https://platform.tuya.com/

创建一个项目

在涂鸦开发者平台左侧导航栏依次展开 「产品」→「产品开发」，进入产品列表页面后，可在右上角看到蓝色 「创建产品」 按钮。

选择对应产品

在“创建产品”向导中，先在左侧分类栏选择 「传感器」，随后在右侧环境类设备列表里点击 「多功能传感器」，作为本项目的产品型号。

产品基本配置

在“完成产品信息”页面，按下列要点填写并选择：

1. 产品名称：输入自定义名称，例如 RA4M2_IOT。
2. 通讯协议：选中 Wi-Fi+蓝牙（带蓝牙辅助配网）。
3. 功能类型：保持默认 标准功能。
   确认无误后点击底部蓝色 「创建产品」，即可生成 PID 并进入功能点配置流程。

添加标准功能

在 「添加标准功能」 弹窗中，左侧显示平台预置的所有标准 DP（数据点）。将所需功能点逐一点击加入右侧 「已选功能」 区即可。
确认列表无误后点击右下角 「确定」，即可完成标准功能的添加，后续固件需按照对应 DP ID 与数据格式进行上报或解析。

修改“震动状态”功能点（DPID 10）为“单击 / 双击”步骤

1. 点击「编辑」
   在产品功能列表中找到 DP 10 – 震动状态（shock_state），点击右侧 「编辑」 按钮。

在“编辑标准功能”弹窗中：

1. 删除多余枚举
   ○ 保留 normal，将原有不需要的枚举全部点击 X 删除。
2. 添加新枚举
   ○ 点击 「＋ 枚举值」 两次，依次输入
   ■ single_tap → 单击
   ■ double_tap → 双击
3. 确认并保存
   ○ 列表中应仅剩 normal / single_tap / double_tap 三项。
   ○ 点击 「确定」 保存，功能点即更新为新枚举定义。

在 产品功能 页面，你既可以点击右侧 「添加功能」 按钮补充更多 标准功能点 (DP)，也可以下拉到 自定义功能 区域按需新增专属 DP；完成后点击底部 「下一步 设备交互」 继续流程。

APP界面配置

在 设备交互 阶段，可为新建产品选择手机 App 的控制面板样式：

1. 公版面板
   ○ 无需开发，直接套用涂鸦提供的默认 UI，最快速上线。
2. 自定义面板（Studio）
   ○ 通过低代码拖拽方式，自行设计组件布局、配色与图标，满足差异化外观需求。
   确认所选面板后，点击底部 「下一步 硬件开发」 即可进入模组选型与固件下载环节。

完成面板选择后，平台会立即生成对应的 App 预览界面。在页面可见二维码，用手机安装的 涂鸦智能 App / Smart Life（开发者模式） 扫码，即可实时预览刚才选定的控制面板效果，方便在进入硬件开发前先确认布局与交互是否符合需求。

硬件选择

在 硬件开发 页面完成三件事即可进入下一步：

1. 开发方式
   选 「MCU SDK」，表示由 RA4M2 作为主控，涂鸦模组仅负责联网。

产品配置

产品配置里的“设备详情页、品牌页、推送模板”等均可沿用平台默认设置，无需额外修改。
● 在 「产品配置」→「App 相关配置」 中找到 「多语言管理」，点击 「设置」。
● 在弹出的语言列表里，分别为 single_tap / double_tap 添加对应翻译。

修改多语言文案（single / double tap） ， 依次点击每行右侧 「修改文案」。

修改单击single tap参数。

修改双击double tap参数。

在 产品配置 页面，常用选项（设备详情页、品牌页、多语言管理等）都可保持默认或已完成编辑后，直接滚动到页面底部，点击蓝色 「下一步 产品测试」。

硬件详情

在 硬件开发 步骤里，已选好的模组卡片下方点击 「模块详情」，右侧会弹出规格书面板。
在该面板顶部即可看到 「下载 PDF」 按钮，包含模组引脚定义、电气特性、天线设计指南及 AT 指令集等全部技术资料，方便随时查看与保存。

PCB设计文档可以按照下方方式进行查找。
https://developer.tuya.com/cn/docs/iot/CBxxSerialModuleUART?id=Kajjtxaiaeh5j

PCB原理图

涂鸦调试文件下载

在 硬件开发 > 下载资料 区域，务必先把下面两份核心文件点 「下载」 保存本地，后续 MCU 联调都会用到

进入调试

模组跳线接线方式如下。

接入USB数据线。

打开下载的涂鸦模组调试助手，进行串口调试。

对应手册在官方可以直接下载。
快速入门指南、MCU SDK、涂鸦低功耗串口协议手册等全部技术资料，都可以在“ 硬件开发→下载资料”区直接点击 「下载」 取得。

涂鸦模块串口协议

https://developer.tuya.com/cn/docs/iot/tuya-cloud-universal-serial-port-access-protocol?id=K9hhi0xxtn9cb

涂鸦 Wi-Fi 串口通用协议为涂鸦定制的 Wi-Fi 或 Wi-Fi & 蓝牙 LE 模组串口通用协议，主要用于涂鸦 Wi-Fi 或 Wi-Fi & 蓝牙 LE 模组与其它 MCU 串口直连做串口通信，其架构如下图所示。

心跳检测

Wi-Fi 模组上电后，将会以 1 秒/次的频率持续发送心跳包，等待 MCU 回复。模组若收正确的心跳包回复，心跳包发送间隔变为 15 秒/次，继续执行其余初始化指令。模组若未收到正确回复，将保持 1 秒/次心跳包发送频率，直到收到正确回复。
MCU 也可依据心跳定期检测模组是否正常工作。若模组无心跳下发，则 MCU 可通过模组提供的硬件复位引脚复位 Wi-Fi 模组。若模组在超时时间（3s）内，未收到 MCU 的回应，则认为 MCU 离线。

涂鸦模组第一次发出
55 aa 00 00 00 01 00 03
MCU第一次发出
55 AA 03 00 00 01 00 03

涂鸦模组之后发出
55 aa 00 00 00 01 00 03
MCU发出
55 AA 03 00 00 01 01 04

完整的协议对照表如下。

查询产品信息

产品信息由产品 ID 和 MCU 软件版本构成：
● 产品 ID：即 PID（product ID），对应 涂鸦开发者平台 上产品的 PID，由涂鸦开发者平台生成，用于云端记录产品相关信息。
● MCU 软件版本：采用点分十进制形式，格式为 x.x.x，其中 x 为十进制数，取值范围为 0-99。

涂鸦模组发出
55 AA 00 01 00 00 00
MCU发出
55 AA 03 01 00 2A 7B 22 70 22 3A 22 36 33 70 6E 66 69 72 6D 72 73 6C 78 74 75 72 38 22 2C 22 76 22 3A 22 31 2E 30 2E 30 22 2C 22 6D 22 3A 30 7D 40

框内的数据转换为ASCII如下所示。

PID如下所示，他是一个产品的身份证。

查询工作模式

模组的配网触发及指示方式，由 MCU 选择设定。模组工作模式主要针对如何指示 Wi-Fi 的工作状态以及如何重置配网 Wi-Fi 而言，主要分两种情况：
● MCU 与模组配合处理模式：
MCU 检测配网触发信号，通过串口指令让 Wi-Fi 模组重置配网。模组通过串口通知 MCU，Wi-Fi 当前的工作状态，由 MCU 提供显示支持，家电类产品通常建议选择此模式。

涂鸦模组发出
55 AA 00 02 00 00 01
MCU发出
55 AA 03 02 00 00 04

AP配网

配网相关命令，模组收到该指令后会重启，初始化相关命令交互完成后模组进入配网模式，可以使用 App 进行配网。

在涂鸦模组调试助手 → MCU 模拟 → 配网功能 区点击 「AP配网」 按钮。

助手会模拟 MCU 下发命令：
55 AA 03 05 00 01 01 09
涂鸦模组发出
55 AA 00 05 00 00 04

APP链接设备

主页右上角「＋」 → 选择 「添加设备」 。

保证模组已进入 AP/SmartConfig 配网状态（指示灯慢闪或热点已开启）。
App 会搜索附近待配网设备，并在列表中出现 多功能报警器（即你创建的 RA4M2_IOT 产品）。
选中列表里的 多功能报警器，App 自动与模组握手并完成 Wi-Fi 配网。

出现绿色对勾后，点击底部 「完成」。
设备随即出现在首页，可实时查看“电池电量 / 当前温度 / 震动状态（single tap / double tap）”等 DP 数据。

连接过程

报告设备联网状态。

通讯模式如下所示。

配网过程中，MCU只需要上报
55 AA 03 03 00 00 05

上电，Wi-Fi 设备处于 Wi-Fi 快连配网和热点联网配置状态（Wi-Fi & 蓝牙 LE 模组：蓝牙也处于配网状态）。

进行配网。Wi-Fi 已配置但未连上路由器。

Wi-Fi 已配置且连上路由器。

设备成功连接到云端。

功能上报

虽然PDF有数据通讯协议，但还是以实际调试上报为准。

电池上报

MCU 真正“主动上报”电池电量给模组/云端时，应该发下面的协议。

55 AA 03 07 00 08 03 02 00 04 00 00 00 14 2E
│  │  │  │  │  │  │  │  │  │  │        │  │
│  │  │  │  │  │  │  │  │  │  │        │  │
│  │  │  │  │  │  │  │  │  │  │        │  └─ 校验和
│  │  │  │  │  │  │  │  │  │  └────────└─ 电量
│  │  │  │  │  │  │  │  └──└── 长度 4
│  │  │  │  │  │  │  └────── 数据类型 0x02 
│  │  │  │  │  │  └───────── DPID 0x03 
│  │  │  │  └──└──────────── 数据区长度 0x0008
│  │  │  └──────────────────命令字 0x07 
│  │  └──────────────────── 版本 0x03 (MCU 发)
└─ 帧头 55 AA

温度上报

MCU 真正“主动上报”当前温度给模组/云端时，应该发下面的协议。

55 AA 03 07 00 08 08 02 00 04 00 00 00 F0 0F
│  │  │  │  │  │   │  │  │  │  │        │  │
│  │  │  │  │  │   │  │  │  │  │        │  │
│  │  │  │  │  │   │  │  │  │  │        │  └─ 校验和
│  │  │  │  │  │   │  │  │  │  └────────└─ 温度
│  │  │  │  │  │   │  │  └──└── 长度 4
│  │  │  │  │  │   │  └────── 数据类型 0x02 
│  │  │  │  │  │   └───────── DPID 0x08 
│  │  │  │  └──└──────────── 数据区长度 0x0008
│  │  │  └──────────────────命令字 0x07 
│  │  └──────────────────── 版本 0x03 (MCU 发)
└─ 帧头 55 AA

状态上报

55 AA 03 07 00 05 0A 04 00 01 01 1E
│  │  │  │  │  │   │  │  │  │  │ │
│  │  │  │  │  │   │  │  │  │  │ │ 
│  │  │  │  │  │   │  │  │  │  │ └─ 校验和
│  │  │  │  │  │   │  │  │  │  └──数据 0x01 → single_tap
│  │  │  │  │  │   │  │  └──└── 长度 1
│  │  │  │  │  │   │  └────── 数据类型 0x04 
│  │  │  │  │  │   └───────── DPID 0x0A 
│  │  │  │  └──└──────────── 数据区长度 0x0005
│  │  │  └──────────────────命令字 0x07 
│  │  └──────────────────── 版本 0x03 (MCU 发)
└─ 帧头 55 AA

普通通讯指令