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照度，可以理解为灯泡发出的光的数量（光通量）在某一方向以一定的强度（光强）入射到某一表面，此时可测得这一表面的照度。 而亮度是指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量，人眼从一个方向观察光源，在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比，定义为该光源单位的亮度，即单位投影面积上的发光强度，当我们站在某一位置观察受照面的时候，我们就看到了这个表面的明亮程度（亮度）。
以更简单直观的方式来解释： 照度是一个客观的参量，是我们用仪器去检测在某一个面上实际到达的光的数量。 亮度是指某一物体发射或者反射出来的光被人眼所感知的程度。 如同前面所述，光线通过反射进入眼睛是我们“看到”的必要条件，工程师和科学家使用 “光强”来描述光线强度。国际单位是candela（ “坎德拉”简写cd），其他单位有烛光，支光。1cd即1000mcd是指单色光源（频率540X10^12HZ）的光，在给定方向上（该方向上的辐射强度为（1/683）瓦特/球面度）的单位立体角发出的光通量。 这次需要读取标智科技（ Benetech ）出品的数字照度计的测量信息，具体型号是GM1020。 首先从实验得知，这款设备是通过内置的 Prolific 2302芯片来实现USB对串口的转接。之前我们介绍过 USB HID设备的读取，相较而言串口和 HID相比，从编程角度来说前者更加方便和通用，资料更加丰富，无论什么编程语言都会支持这一传统设备的编程。但是从客户使用的角度来说，USB串口很可能需要用户安装驱动，虽然Win10内置了多种USB串口芯片的驱动，但是仍然有一些型号不支持，在使用过程中如果客户使用 Ghost 精简版也会碰到很多问题。而HID设备只需要Application 即可，驱动完全内置。 设备本身没有提供数据格式之类的资料（国产设备大部分如此，提供资料的反倒是异类），但是已经确定了使用串口协议，因此这里使用 Virtual Serial Port Driver 和 GM1020自带的软件进行推导。 Virtual SerialPort Driver 是一款串口模拟软件。我们用它在系统中模拟出2个相互连通的串口 COM1 和 COM2。从一端发送，数据会出现在另外的端口上。因此，我们一端用软件打开，另外一端用串口工具打开。串口通讯需要设置通讯参数，对于这款设备使用的参数为 “19200 BPS/ 8 Data bits/ 1 Stop bits/ No Parity/ no Flow control”。
经过反复试验，通讯协议如下： 打开对应串口后，软件通知设备准备开始 1e 00 0000 00 00 00 1e 发送这个命令 3c 01 00 00 00 00 00 3d， 设备会开始不停发送当前的照度信息 发送这个命令 3c 02 0000 00 00 00 3e,，设备会开始停止发送当前的照度信息 数据格式如下： | 位数（Bytes） | | | | | | | | | | 照度计的实时读数 BIT[15:14] 倍数 BIT[13:0] 读取值 | BIT[15:14] 给出当前的倍数 00 读取值x 0.1 01 读取值 x 1 界面显示 X10 10读取值x 10界面显示 X100 11读取值x 100界面显示 X010 | | | | | | | | | |
注意： 1. 测量界面可以在不同单位中切换，有：Lux（勒克斯） FC（尺烛光）℃（摄氏度） F（华氏度），但是设备从USB口发出的数据只有以 Lux 和℃为单位的； 2. 测量范围和精度 3. 例如设备发送数据 3322 00 12 01 00 b1 11。具体分析如下： Byte[2:3]==0x0012 其中BIT[15:14]==0，读取值要乘以0.1 BIT[13:0]==0x12==18，所以这个数据表示1.8Lux Byte[5:6]==0xb1=177，实际温度为 177*0.1=17.7℃ 有了上述的知识，可以使用 USB Host Shield 实现解析USB照度计数据，然后将数据用蓝牙发送到电脑上。
关键代码有2部分： 首先是 OnInit 函数，设置通讯参数，然后发送让设备开始发送数据的命令
uint8_t PLAsyncOper::OnInit(ACM *pacm) { uint8_t rcode; // Set DTR = 1 rcode =pacm->SetControlLineState(1); if (rcode) { ErrorMessage<uint8_t>(PSTR("SetControlLineState"),rcode); return rcode; } LINE_CODING lc; lc.dwDTERate =19200; lc.bCharFormat = 0; lc.bParityType = 0; lc.bDataBits = 8; rcode =pacm->SetLineCoding(&lc); if (rcode) ErrorMessage<uint8_t>(PSTR("SetLineCoding"), rcode); delay(100); uint8_t StartCMD[8] ={0x1e,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1e}; uint8_t SndDataCMD[8]={0x3c,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3d}; //发送起始命令 pacm->SndData(sizeof(StartCMD),&StartCMD[0]); delay(100); //发送数据传输命令 pacm->SndData(sizeof(SndDataCMD),&SndDataCMD[0]); delay(100); return rcode; } 接下来是收取串口数据的代码 byte Waiting8Bytes=0; void loop() { Usb.Task(); if(Usb.getUsbTaskState() == USB_STATE_RUNNING ) { uint8_t rcode; uint8_t buf[64]; uint16_t rcvd= 64; //接收数据 rcode =Pl.RcvData(&rcvd, buf); if (rcode&& rcode != hrNAK) ErrorMessage<uint8_t>(PSTR("Ret"), rcode); //有数据，直接处理 if( rcvd ){ for(uint16_t i=0; i < rcvd; i++ ) { Serial.print((byte)buf,HEX); //printing on the screen Serial.print(" "); } Waiting8Bytes=Waiting8Bytes+rcvd; if(Waiting8Bytes>7) { Serial.println(""); Waiting8Bytes=0; } }//if( rcvd... }//if(Usb.getUsbTaskState() == USB_STATE_RUNNING.. }
照度计设备就是这个东西
通过上述的方法可以实现将USB照度计数据发送到电脑上，从而实现将有线设备转成无线设备的功能。在实际生产环境下，还可以通过更换无线模块达到更强的抗干扰更远的发送距离要求。
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发表于 2020-2-16 20:45
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