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来源|RT-Thread
关注RT-Thread学生一定知道，RT-Thread向许多开发者展示RT-Thread开发者大会(以下简称:RDC)，在2020年开发者大会上，RT-Thread给现场的每开发者都发放了一个电子胸牌，名字叫胸牌ART-Bagde。
一、ART-Badge是什么？
首先附上两张渲染图↓
二、功能设计
首先，让我们来看看今年的电子胸牌比去年的升级和么，增加了什么功能？
先看一下2020款ART-Badge的主要功能：
微信小程序使用蓝牙推送开发者信息(姓名、公司职称)
软件 RTC 同步时间
第一界面显示时间 手机推送信息
两个app demo：蓝牙传输助手 使用说明
今年，我们在去年胸牌的基础上进行了很大的升级和优化。废话不多说，下面直接贴一张功能设计和拟用技术路线的导图
概括一下，ART-Badge V2.0主要有以下新特点：
独立设计的电路硬件，PSRAM 扩大为8M，电池换用300mAh锂电池，可反复充电。
使用体积更小巧的SC7A20替换原有的。
添加了ADC采样电路可以收集电池电量信息。
整个界面焕然一新，默认采用暗黑色主题背景。
使用最新发布的 湃心OS V4.基于开发工具的新升级VSCode插件模式的Persim Studio。
增加游戏、音乐播放器、电子相册…等等，丰富小程序app。
新升级的小程序：蓝牙推送用户，城市天气信息。
支持使用最新的派心OS二次开发小程序。
三、结构设计
由于去年的电子胸板没有外壳，胸板背面的电子元件暴露在空气中，手上会有明显的突出感。同时，空气中的泄漏干扰电容器触摸芯片，影响用户的使用效果，加上今年的锂电池电路调整：。
综上所述，今年的电子胸牌决定使用作为ART-Badge V2.0外壳设计。
选择亚克力作为外壳结构有几个原因：
一是该方案的视觉极客感最强，因为直接使用透明盖板会PCB电路显示，外观水平简化，符合审美哲学
其次，如果使用封闭式设计，按钮误触，锂电池的插拔将成为需要考虑的因素，而夹层开放式设计在这方面根本不用担心
最后一个原因是性价比高
四、电路设计
RTL8762D作为主控芯片，MCU主频为90MHZ，运行RT-Thread 操作系统，瑞赛德科技的派心整体穿戴OS，外扩了8M的PSRAM，以及16M的片外flash 。
ART-Badge主要用于串口(用于调试和控制台输出)，GPIO(用于驱动按钮、蜂鸣器和ADC采集），I2C接口(用于和板载 SC7A20 三轴加速传感器通信)。
底板的PCB采用2层Layout。板载的IC主要有：
半反半透明屏，分辨率 240 X 240，颜色格式 RGB565，在关闭背光的情况下仍能有出色的视觉。
APS6404L-3SQR，PSRAM(动态随机访问存储器)动态加载图形资源，8M容量很丰富。
ch340e，USB通过转串口芯片，也很常用 USB 线把 ART-Badge 连接电脑后，可直接使用串口控制台shell后续的二次开发也使用了串口工具 UDB 下载。
BS814A-1，电容触摸 IC，用于 ART-Badge 正按钮交互。
SC7A20.士兰微型高精度12bit内置功能丰富、功耗低、体积小、测量准确的数字三轴加速传感器芯片。
“补充一点:为了兼顾美观，前面看不到走线(所以这是单面板？不)都藏在屏幕背面。
”
PCB板材回来后，是焊接技能的展示阶段，主要工具有：热风枪、烙铁、镊子、锡浆、锡带、焊剂等。与直接插入元件不同，由于焊盘太小（大部分为0402电阻），设备分布太密集，手工焊接主要采用风枪吹焊。
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然后将相关加工文件发送给制造商进行激光切割。
上一步贴片完成后，需要用风枪吹焊回流。吹焊温度可能控制在250-300去除风枪吹嘴，增加风口，便于均匀加热。
五、软件实现篇
硬件完成后开始啦，ART-Badge 基于操作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、量产的产品级穿戴操作系统平台。中间层的模块包括 GUI 发动机、通信组件、NFC、存储工具等。中上层由 JavaScript 构建的应用程序框架，顶层是许多轻量级系列的小程序。
有几个特点:
GUI采用可用于MCU第四代柿饼 GUI，具备类 Android 界面交互，支持多点触摸，效果更酷，支持矢量图形库，具有较强的图形处理能力。
小程序开发模式。采用微信小程序开发模式，启动快，应用轻量级，支持应用商店，快速安装体验，支持多国语音。
提供 MVVM 应用开发框架。界面开发和业务逻辑的应用是相互解耦的，符合前端工程师的习惯。
跨平台能力。软件可以在任何硬件中一次开发 CPU、MCU 及 MPU 平台运行；
湃心穿戴 OS 还有一些创新组件，比如新闻管理引擎（EMQ）、数据管理组件（DCM）、KVDB 及 TSDB 数据库、DIY 开发套件。
软件主要分为以下模块：
GUI模块（Graphical User Interface，图形用户界面)用于人与设备的交互
BLE模块（Bluetooh Low Energy，语音合成)通过广播与小程序连接接收信息
AUDIO(音频播放解码模块)用于解码和播放无源蜂鸣器的音乐
EMQ（Enhance Message Queue，发布订阅消息队列组件)，可以打开 C到JS，JS到JS ，C到C的消息链接可以很容易地将消息发送到任何地方
DCM（Data Cache Management，主要用于数据管理组件)JS与C之前数据的交互，统一管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 开发利用最上层JS语法，这个更有趣，用过 Android Studio朋友们可能很熟悉安卓UI应用开发可以拖动，这里有柿饼UI设计器非常相似，Persim Studio和Android Studio 也是通过.xml 管理界面的方法。所以熟悉或有安卓开发的朋友会有一种莫名的亲密感。
BLE使用的是RealTek自带蓝牙协议栈，通过BSAL管理抽象层，BSAL（Bluetooth Stack Abstract Layer）软件包是由RT-Thread 针对不同 目前支持的蓝牙协议栈接口有:nimble，realtek 等协议栈。
Audio (音频)设备是嵌入式系统的重要组成部分，负责音频数据的采样和输出。Audio设备通常由数据总线接口、控制总线接口码器（Codec）、由扬声器和麦克风组成。
RT-Thread Audio 设备驱动框架是Audio框架底部主要负责原始音频数据的收集和输出、音频流量的控制、音频设备的管理、音量调节以及不同的硬件和 Codec 抽象等系统中就将蜂鸣器设备注册到了Audio框架中，从而实现对蜂鸣器的开、关、音乐的解码、播放功能。
EMQ 消息队列具有以下功能：
支持一发多收。一个生产者生产消息可被多个消费者使用
支持多个消息绑定。一个消费者可以绑定多个不同的通道，接收不同生产者发送的消息。
发布消息系统开销小，效率高。
不同模块间低耦合。
超轻量级的整数类型消息
全链路可达
DCM 数据缓存管理框架主要功能特性：
支持 Value Change 模型
支持存取任意类型数据
支持多实例功能，解耦不同模块间数据处理；
全链路打通，JS与C均能访问同一内存池
支持订阅发布模型，可用于消息推送和通知
支持数据持久化保存功能；
在本项目中，像一些参数需要数据持久化存储、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。
六、结束语
看到这里你是不是对今年的电子胸牌产生了更多的期待呢？~
不论风云变幻，RT-Thread通过不断迭代和生态的完善，与开发者共成长。
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