【NetDIY智能主控】开发计划

     经过一个轮回，硬件开发、硬件创业又被推到了历史的前台。

面向低端、初级的硬件爱好者，以Arduino和81单片开发板为核心的开源硬件越来越深入人心，参与的人群越来越多，相关硬件和周边模块也越来越便宜。另外随着各个创客空间的创立，给爱好者即提供了硬件模块，也提供了参与空间和交流平台。不过爱好者也越来越低龄化，参与其中的初高中学生也越来越多，不管怎样，这也算是一种时代的进步。

     面向高端、复杂的硬件设计和开发，一般都是面向公司或资深硬件从业者。一部分是以裸机开发为主，Main函数+While循环+各种中断+各种基础库实现各种功能。另外一部分偏于复杂和高端的硬件应用往往基于操作系统了，相对简单的就是uCOS-II、FreeRTOS，复杂的VxWorks、uClinux，大型一些的就是Linux、WinCE和安卓等系统了。

     其实无论是爱好者还是硬件从业者，其最终目的不过是希望快速完成心目中的一个产品而已。当制作者心目中想象的产品越来越复杂，其相关的代码越来越多，其硬件平台的限制便越来越凸显了。硬件本身的运算能力，接口数量，扩展能力；以及开发工具的代码编写、开发、调试，管理能力就是一道藩篱。能否突破，或者说能否持续非常关键。

     之所以选择.NET技术构建智能主控，就是考虑开发要简单，要快速，并且可扩展性和可持续性要好，要有跨平台的能力，并且代码开发、维护、调试工具要非常强大。

.NET技术可以用一致的开发语言（C#/VB.net等），一致的开发工具（Visual Studio 2010/2012），开发从嵌入式单片硬件、手机、平板、游戏机，Web、云计算平台上的代码。其最大的好处，就是少了新语言学习和平台切换的代价。

  

NetDIY智能主控是什么？

    所谓的NetDIY智能主控，其硬件主板尺寸不超过四个两两并列的1元硬币的大小。采用Cortex-M4为核心的芯片，主频168M，片内Flash 1M byte，片内RAM 192K byte。对外引出的功能接口有:

    A、1路USB

B、3路I2C

C、3路SPI

D、24路PWM（含3路软PWM）

E、2路 DA（可以播放WAV语音）

F、12路 AD（12位精度）

G、6路TTL串口

H、31路GPIO

I、1个用户按钮，1个用户LED

J、1个复位按钮，1个电源LED

K、集成如下三个传感器

MPU6050     三轴数字陀螺仪+三轴数字加速度传感器（自动稳定用）

BMP085      数字气压传感器（锁定高度用）

HMC5883L    三轴数字磁阻传感器（电子罗盘，锁定航向用）

 

注：尺寸单位为毫米。

其软件平台基于开源的.NET Micro Framework系统，并在此基础上扩展了很多实用功能，比如MDK C++用户驱动开发（流式驱动模型）、多路I2C通信、TinyGUI等。

 

为什么开发NetDIY智能主控？

基于.NET Micro Framework硬件平台已经有SideShow、MsnDirect、Netduino和.NET Gadgeteer平台了。为什么还要推出NetDIY？

SideShow和MsnDirect是早期的系统，目前就不必多说了。Netduino外形完全仿照Arduino，对外接口有限，要开发一个比较复杂的智能设备，需要外扩很多模块。.NET Gadgeteer平台更是需要各种模块的堆叠。另外问题相对严重的是，如果是开发一些比较实时的功能，仅靠C#是很难实现的。

NetDIY智能主控对外引出31个PIN脚（n种功能），支持USB调试开发，无需扩展接口模块，可直接作为智能设备的大脑，控制周边模块。支持C++用户驱动开发，满足实时+易用的开发需求。

 

NetDIY智能主控的架构模型是什么？

 

大脑的作用：      整合信息，处理信息，发出指令。

用户代码（C#）：   采集信息，逻辑控制，接收命令，传达命令。

 

小脑的作用：      维持姿势平衡，调节肌紧张，协调身体运动。

用户驱动（C/C++）:采集MPU6050/ BMP085/ HMC5883L芯片信息，发出控制指令，维持设备平衡（对自平衡智能车，四翼机，人形机器人来说，这个功能很重要）。

 

脑干的作用：      维持个体生命，包括心跳、呼吸、消化、体温、睡眠等重要生理功能

TinyCLR：         .NET MF核心，维系Net运行时的正常运行，负责解析用户代码，为用户代码提供各种功能支持。

 

脊髓的作用：      控制肌体，传递大脑命令，反射。

功能接口：        连接各种功能模块，传递控制指令，收集传感器反馈信息。

 

NetDIY智能主控能做什么？

     NetDIY智能主控的定位非常明确，也是专为具体的项目而设计的。其主要项目为：智能车（可以是自平衡车），四翼飞行器，人形机器人，智能家居等。

   

自平衡小车：NetDIY自带平衡芯片，支持多路PWM，可以直接控制相关电机驱动模块。

四翼飞行器：I2C或PWM接口驱动电调，控制机翼旋转，根据传感器芯片调节自身平衡。外接470M无线模块，支持远程调控。多路PWM可以控制舵机，调整摄像头（树莓派+摄像头）位置。串口通信，可以控制树莓派何时拍照和录制视频。串口外接GPS模块，支持一键返航。

人形机器人：人形机器人一般有17或21个自由度（也就是17或21个舵机），NetDIY有24路PWM，可以直接驱动舵机（可以直接插入NetDIY的PWM专有接口）。直接支持Sony PS2遥控模块，方便远程操控。多个串口，多个SPI、对个I2C接口，可以外挂其他传感器模块。

智能家居：对门禁系统来说，可同时支持8路WG26的刷卡器。对控制和采集来说，31路GPIO，多路通信接口，可以采集各种信息，和控制各种设备。

 

注：以上不仅仅是设备本身的控制，还会通过蓝牙，wifi或GPRS模块和安卓、Windows Phone手机进行通信控制。另外还支持Web Server，远程传递相关信息。

 

如何参与NetDIY智能主控能开发计划？

NetDIY开发计划，其实是学习计划，是通过具体的项目，可以对物联网，对嵌入式式设备有更深地了解。可以把相关的技术用在实际的项目当中去。

目前NetDIY计划之四翼机已经初步启动， 相关内容，可以看讨论帖。

《四翼机任务、分工及参与说明》

http://www.yfiot.net/forum.php?mod=viewthread&tid=1963&extra=page%3D1

《NetDIY主板设计》

    http://www.yfiot.net/forum.php?mod=viewthread&tid=1961&extra=page%3D1