基于IoT和Arduino構建一個IPL記分板

今天我們將使用 NodeMCU 和 P10 顯示模塊構建一個基于 IoT 和 Arduino 的 IPL 記分板，它足夠大，可以顯示實時比分，而且制作起來非常簡單。

構建物聯網計分板所需的組件

項目比較簡單，需要的組件也不多。只需收集下面列出的物品。

Arduino納米

ESP8266 NodeMCU

性能板

男性和女性標題

9V 直流，2 安培電源

5 安培、3 安培 SMPS

連接線

基于節點 MCU 和 Arduino 的物聯網記分板工作

該項目的完整工作如上面的框圖所示。在這里，“ CRICAPI ”API 服務用于獲取實時 IPL 分數，然后由 ESP8266 nodeMCU 解碼并再次發送到控制顯示的Arduino Nano 。在這里，串行通信用于將信息從NodeMCU發送到 Arduino Uno。然后Arduino將需要顯示的所需信息發送到p10顯示器。

P10 LED矩陣模組基本工作原理

P10 LED 顯示模塊是一種非常流行的矩陣顯示器，用于宣傳戶外或室內條件。每個 p10 顯示模塊共有 512 個高亮度 LED，安裝在塑料外殼上，旨在實現最佳顯示效果。任何數量的此類面板可以組合成任何行和列結構，以設計 LED 通知/廣告板。32*16 模塊尺寸意味著每行有 32 個 LED，每列有 16 個 LED。因此，每個模塊單元中有 512 個 LED。

這個模塊有很多特點，比如它總共有512個LED，這使得制作廣告牌非?？?，并且在我們需要展示的地方都需要它。它的總亮度為 3500-4500 尼特，因此您可以在光天化日之下非常清楚地看到它。它有一個最大值。功耗為 20W，因此可以由小型開關電源模塊供電。它還需要一個單獨的 5V 電源為邏輯部分供電。它具有 IP65 防水等級，因此可以在潮濕和雨天的戶外輕松使用。

P10顯示模塊引腳說明：

Enable：此引腳用于通過向 LED 面板提供 PWM 脈沖來控制 LED 面板的亮度。

A、B：這些稱為多路復用選擇引腳。它們采用數字輸入來選擇任何多路復用行。

移位時鐘 （CLK）、存儲時鐘 （SCLK） 和數據：這些是正常的移位寄存器控制引腳。這里使用移位寄存器74HC595。

P10顯示模塊接線圖：

Arduino UNO 和 P10 顯示模塊按照如下所示的引腳映射互連：

重要的提示：

將 P10 模塊的電源端子單獨連接到 5V DC SMPS。建議將 5V、3 Amp 直流電源連接到單個 P10 LED 模塊。如果您計劃連接更多模塊，請相應提高您的 SMPS 額定值。

基于 NodeMCU 和 IoT 的實時計分板 - 示意圖

基于物聯網的實時計分板的完整示意圖如上所示。如電路圖所示，首先將一個 9V 直流電源連接到 Arduino Nano，然后將來自 Arduino 的穩壓 5V 直流電源提供給 NodeMCU。對于 Arduino 和 NodeMCU 之間的通信，使用 TX 和 RX 引腳，如圖所示連接。最后，按照上圖所示的電路圖，將 P10 顯示器連接到 Arduino。

在這個項目中，所有的連接都按照上圖進行并焊接在穿孔板上。完成電路圖后，電路板如下圖所示：

連接成功后，我已將板子連接到 p10 顯示器并將電路封裝在外殼中，如下圖所示：

基于物聯網的記分板的軟件設置

在成功設置硬件之后，現在是時候在編寫代碼之前設置軟件部分了。首先，需要完成 API 設置。為此，請訪問 URL：https ：//www.cricapi.com/并注冊以創建一個新帳戶。我們也可以使用我們的 Google 帳戶登錄。

登錄您的 CricAPI 帳戶，每天最多可免費獲得 100 次點擊。儀表板如下所示：

單擊“ Test CricAPI ”選項并轉到“ Cricket score ”選項。將出現一個窗口，如下所示，其中包含 URL 和示例輸出。復制 URL 以供我們將來參考。我在印度，我喜歡板球，所以我將其配置為顯示板球得分。如果您希望它為任何其他目的配置它，您可以通過稍微更改代碼來輕松完成。

基于 NodeMCU 和 IoT 的 Live Cricket Board 代碼

在本節中，我們將討論從 HTTP 網站獲取數據并將其顯示到 P10 顯示器所需的代碼，因為我們使用的是 NodeMCU 和 Arduino，因此這些將分為兩個部分。第一個 Arduino 代碼配置 NodeMCU，第二個配置 Arduino Nano。

設置 NodeMCU 以上傳代碼：

如果您是第一次將代碼上傳到 nodeMCU，那么您必須先包含板，使用以下步驟。

要將代碼上傳到 NodeMCU，請按照以下步驟操作：

1.打開 Arduino IDE，然后轉到File–》Preferences–》Settings。

2.在 “Additional Board Manager URL ”字段中輸入https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json并單擊“Ok”。

3.現在，轉到工具 》 板 》 板管理器。在 Boards Manager 窗口中，在搜索框中鍵入ESP 8266，選擇最新版本的開發板，然后單擊安裝。

4.安裝完成后，進入Tools -》 Board -》 選擇NodeMCU 1.0（ESP-12E Module）?，F在您可以使用 Arduino IDE 對 NodeMCU 進行編程。

完成上述步驟后，現在可以將代碼上傳到 NodeMCU，完整的代碼需要上傳到 NodeMCU。首先，所有必需的庫文件都將包含在代碼中。這里，在這個項目中，ESP8266WiFi.h和ESP8266HTTPClient.h用于使用 ESP8266 NodeMCU Wi-Fi 模塊，ArduinoJson.h用于使用 JSON 庫，用于從 CricAPI 接收信息。

#include  
#include  
#include 

現在，定義了網絡憑據，即 SSID 和密碼。需要將 NodeMCU 連接到互聯網。

const char* ssid = "管理員"; 
const char* 密碼 = "123456789";

然后，為了將 nodeMCU 連接到互聯網，調用 WiFi.begin并將 SSID 和密碼作為其參數。此外，使用波特率 = 115200 初始化串行通信。

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

在 loop() 內部，傳遞我們之前記下的 API URL，以獲取實時板球比分。在http.begin() 函數中獲取信息。

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

現在，通過讀取并在串行監視器上打印 JSON 數據來驗證接收到的 JSON 文件。然后如果接收到的數據是正確的，將其打印在 Serial 上以將其發送到 Arduino。

int httpCode = http.GET(); 
      if (httpCode > 0) 
      {
        字符串負載 = 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"]; 
        序列號.println(name1); 
        延遲（10000）；
      }

代碼完成后，編譯代碼并上傳到NodeMCU。成功上傳后，現在是時候為 Arduino 編寫代碼了。

對 Arduino Nano 進行編程：

與 NodeMCU 類似，我們需要先對 Arduino 進行編程，然后才能繼續前進并完成代碼。

對于 Arduino Nano，我們必須包含應用程序中使用的所有庫。這里，代碼中使用了“DMD.h”庫和“TimerOne.h”，這兩個庫都可以通過下面給出的鏈接下載。

從 GitHub 下載 DMD.h 庫

從 GitHub 下載 TimerOne.h 庫

下載并包含這兩個庫后，通過包含所有必需的庫來啟動代碼。

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

在下一步中，為 LED 矩陣定義行數和列數。這里本項目只用到了一個模塊，所以ROW值和COLUMN值都可以定義為1。

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

定義了一個函數scan_module()，它通過 SPI 終端持續檢查來自 Arduino Nano 的任何傳入數據。如果是，那么它將觸發中斷以執行用戶在程序中定義的某些事件。

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

在setup()內部，定時器被初始化，中斷被附加到函數scan_module，這在前面已經討論過了。最初，使用函數clear screen(true) 清除屏幕，這意味著所有像素都定義為 OFF。

在這里，串行通信也啟用了串行功能。begin(115200)其中 115200 是串行通信的波特率。

無效設置（）
{ 
  Serial.begin（115200）；
  Timer1.initialize(2000); 
  Timer1.attachInterrupt(scan_module); 
  led_module.clearScreen（真）；
}

在這里，檢查串行數據的可用性，是否有來自 nodeMCU 的有??效數據。接收到的數據存儲在一個變量中，然后打印在 p10 顯示器上。

無效循環（）
{
  如果（Serial.available（））
{
數據=Serial.readString（）；
} 
Serial.println(數據); 
(String("Score:")+String(data)).toCharArray(cstr1, 100); 
    led_module.selectFont(字體);

然后，為了在模塊中顯示信息，使用selectFont()函數選擇字體。然后drawMarquee()函數用于在 p10 板上顯示所需的信息。

led_module.drawMarquee(cstr1,100, (32 * ROW), 0); 
    長開始 = 毫秒（）；
    長時間的計時=開始；
    布爾標志 = 假；

最后，由于我們需要滾動消息顯示，我們編寫了一個代碼，使用一定的周期將整個消息從右向左移動。

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

節點單片機代碼：


#include

#include

#include

const char* ssid = "admin";

const char* 密碼 = "123456789";

整數計數 = 0；

無效設置（）

{

Serial.begin（115200）；

WiFi.begin(ssid, 密碼);

而（WiFi.status（）！= WL_CONNECTED）

{

延遲（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代碼>

{

字符串負載 = 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"];

序列號.println(name1);

延遲（10000）；

}

http.end();

}

}


Arduino代碼：


#include

#include

#include

#include "SystemFont5x7.h"

#include "Arial_black_16.h"

#define ROW 1

#define COLUMN 1

#define FONT Arial_Black_16

字符輸入；

整數a = 0，b = 0；

整數標志 = 0；

字符 cstr1;

DMD led_module（行，列）；

字符串數據="";

無效 scan_module()

{

led_module.scanDisplayBySPI();

}

void setup()

{

Serial.begin(115200);

Timer1.initialize(2000);

Timer1.attachInterrupt(scan_module);

led_module.clearScreen（真）；

}

無效循環（）

{

if (Serial.available())

{

data=Serial.readString();

}

Serial.println(數據);

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

led_module.selectFont(字體);

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

長開始 = 毫秒（）；

長時間的計時=開始；

布爾標志 = 假；

while (!flag)

{

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

{

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

計時 = 毫秒（）；

}

}

}