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IoT 标 签
源 起：
在我们小区门口，有一家不大的店~叫“福美家超市”。主打是卖菜，兼有副食品和小百货等。奇怪的是，旁边有几家类似功能的店，其他家多是冷冷清清，这一家却总是得排队付款。就算附近农村卖小菜的农民在附近围了一圈儿又一圈儿，似乎也没能冲淡这家店的生意!
今天，照例来到这家店里准备买菜，大家伙儿自觉地站了两排，向前推进得似火比平常慢了点。正在选菜中，老板娘不知对谁发了个话，“哎，大妈，您稍等会儿啊，今天缺两人没来吶”。今天小两口子一同协作:一个称重贴标签，另一个扫码收款(向多数老年人)，年轻人常常是手机付款。时不时也有不想多等的年轻人离开店铺。
我的感觉是排队买菜的现象已经有几年了。有一次为关于他儿子学编程事聊了一会儿。他们每天3~4点就得起床，要赶往蔬菜集散中心采购，回到店里，还要不停地整理菜品，全家齐上阵，吃饭不定点，直到晚上23点接近24点才能睡觉。几乎天天如此，年年如此。所以老板的问题似乎也是我的问题，忽然自动激发了是不是可以利用最近学习人工智能技术，其中之一是机器学习，可以对各种菜品进行训练学习，达到一定次数后不难识别常见超市蔬菜瓜果等。由此制作一种能自动识别称重贴标的AI菜篮子。
这家店年轻的老板及老板娘怎么也不会想到，一位顾客会为他们店更高效地卖菜而想办法。哈哈，这就是创客吧。
当然，小白的我对人工智能才刚刚接触，这个AI菜篮子当前仅存脑海里备档哟。
但是结合电子墨水屏制作未来超市的商品IoT标签并不难。
IoT标签：
一种在超市、便利店、药房、甚至员工胸牌等场景显示信息的电子类标签。随着人工智能时代的来临，将越来越多地替代传统纸质标签；每一个电子价签通过无线网络与商场计算机数据库或上云互连，实时、准确地显示不同区域商品最新的基本信息。
IoT标签 VS 纸质标签:
| IoT标签 | 纸质标签 |
| 1、便利性：一次到位，仅几年后更换电池 | 繁琐 |
| 2、体验佳：改善顾客线上线下体验不一致，更可实物参照 | 不同步 |
| 3、节约成本：人力、时间、环保 | 成本高，易出错 |
| 4、易管理：随时更新，调整，云上操作不易出错，及时提供数据 ...... |
目前制作IoT标签的最佳选择是电子墨水屏。什么是电子墨水屏？（参考：电子发烧友网~"传感器技术"）
电子墨水屏（E-link）:
电子墨水屏技术最早可以追溯到 1996 年，它基于美国麻省理工学院媒体实验室（MIT Media Lab）的一项研究，利用电泳技术（EPD）实现显示，这类屏幕的显示效果十分接近传统纸张，因此也被成为“电子纸”。1997 年，麻省理工学院的教授 Joseph Jacobson 创立 E_Ink 公司，开始推动电子纸技术走向商业化，电子墨水技术成为电子纸的主流。
电子墨水与印刷使用的墨水很相似，都是用颜料所制，这也是为什么我们看到电子墨水屏和传统纸张显示效果相似的原因。电子墨水通常会制成薄膜，由大量微胶囊﹙microcapsules﹚组成，这些微胶囊只有人类头发的直径大小。微胶囊中的黑白小球是带不同电荷的色素颗粒，初始状态下，色素颗粒悬浮在微胶囊中，当施加一定方向的电场后，相应的色素颗粒被推到顶部，微胶囊就会显示不同的颜色，而不同颜色的微胶囊组成了各种文字和图案。电子纸显示屏是靠反射环境光来显示图案的，不需要背光，即使是在阳光底下，电子纸显示屏依然清晰可视，可视角度几乎达到了 180°。因此，电子纸显示屏非常适合阅读。
电子墨水屏基本结构如下图所示：
⒈上层；⒉透明电极层；⒊透明微胶囊；⒋带正电荷的白色颜料；⒌带负电荷的黑色颜料；⒍透明液体（油）；⒎电极像素层；⒏基板；⒐光线；⒑白色；⒒黑色。
电子墨水屏是由许多电子墨水组成，它是融合化学，物理和电子学的整体产生的一种新材料。电子墨水可以看成一个个胶囊的样子（如上图所示）。每一个胶囊（位置6）里面有液体电荷，其中正电荷染白色，负电荷染黑色。当在一侧（位置8）给予正负电压，带有电荷的液体就会被分别吸引和排斥。这样，每一个像素点就可以显示白色或者黑色了。因为电子墨水的刷新是不连续的，每一次刷新完成就可以保持现在的图形，即使拔掉电池也依旧保存，因为电子墨水具有双稳态效应（磁滞效应）。
电子墨水屏的优点：
1、省电（可用于低功耗场景）
2、护眼（未来很可能替代纸质阅读）
电子墨水屏当前的缺点：
1、目前主要只有黑白产品，彩色有三色（黑白红）/(黑白黄)/4096色。
2、不能快速响应一些动画类需求。
3、彩色屏刷新过程中会闪屏。
4、成本高。
微雪的柔性墨水屏祼屏（黑白）：
尺寸： 2.13 inch
工作电压：3.3V/5V
通信接口：SPI
点距：0.229* 0.228
分辨率：212*104
显示颜色：黑、白
灰度等级：2
局部刷新 ：0.3s
全局刷新 ：2s
注意事项（摘自微雪）：
1. 支持局刷的屏幕，注意使用的时候不能一直用局刷对屏幕进行刷新，需要在做几次局刷之后，对屏幕进行一次全刷清屏。否则会造成屏幕显示效果异常，无法修复。
2. 三色的墨水屏，建议将屏幕刷白朝上存放，使用前，先上电做几次刷白操作。
3. 注意屏幕不能长时间上电，在屏幕不刷新的时候，要将屏幕设置成睡眠模式，或者进行断电处理。否则屏幕长时间保持高电压状态，会损坏膜片，无法修复。
4. 使用墨水屏的时候，建议刷新时间间隔至少是 180s, 并且至少每 24 小时做一次刷新，如果长期不使用墨水屏的话，要将墨水屏刷白存放。
5. 屏幕进入睡眠模式之后，会忽略发送的图片数据，只有重新初始化才能正常刷新。
6. 屏幕的 FPC 排线比较脆弱，注意使用的时候沿屏幕水平方向弯曲排线，不可以沿屏幕垂直方向弯曲排线。
7. 墨水屏屏幕较为脆弱，注意尽量避免跌落，碰撞，用力按压。
DF~FireBeetle 三色电子墨水屏（黑白红）：
工作电压：3.3V
数据总线：SPI
颜色：黑白红三色
屏幕尺寸：2.13 inch
像素：212×104
刷新时间：12~15s
DF~FireBeetle 低功耗系列之一萤火虫 ESP32微控制器 （支持WiFi&Bluetooth）：
可以较方便地控制FireBeetle电子墨水屏。
DF为FireBeetle（三色）电子墨水屏提供的API列表:
#include "DFRobot_IL0376F_SPI.h"
DFRobot_IL0376F_SPI eink; //创建一个ePaper对象
函数功能：设定字库和墨水屏片选引脚并初始化。
void begin(const char cs_W21, const char cs_GT30, const char dc, busy);
函数功能：清除屏幕为指定颜色。
InkScreen_Error clear(uint8_t color);
函数功能：显示图片（212*104），可以是红色、黑白、红白黑三色图片。
void drawPicture(const unsigned char *pic_bw, const unsigned char *pic_red);
函数功能：刷新屏幕显示。
void flush(void);
函数功能：显示字符串。
void disString(uint8_t x, uint8_t y, char *ch, uint8_t color);
函数功能：画点。
InkScreen_Error drawPoint(const unsigned char x, const unsigned char y, const unsigned char color);
函数功能：画线。
InkScreen_Error drawLine(uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t x2, uint16_t y2, uint8_t color);
函数功能：画矩形框。
InkScreen_Error drawRectangle(uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t x2, uint16_t y2, uint8_t color)
函数功能：画圆形边框或者填充圆形。
InkScreen_Error drawFillRect(uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t width, uint16_t length, uint8_t color);
参数1 (xc,yc): 圆心坐标 (xc∈(0,211),yc∈(0,103)。
InkScreen_Error drawCircle(uint16_t xc, uint16_t yc, uint16_t r, uint16_t fill, uint8_t color);
结合例程及上API对电子墨水屏~IoT货架标签进行界面布局：
主要是在程序中对各种元素进行坐标定位、字号选择、颜色确定、图形绘制等。
测试电子墨水屏程序（Arduino）：
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/*!* 08/19/2019测试电子墨水屏程序 * from file FigureDemo.ino* 分辨率：212*104
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测试IoT程序（ARDUINO）:
[C++] 纯文本查看 复制代码
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#include <WiFi.h>#include <PubSubClient.h>#include <ArduinoJson.h>
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利用阿里云生成安卓APP:
本应用采取 DHT11 温湿度传感器获取环境温度和湿度模拟商品库存状态，并将数据传输给手机 App 显示，从而实现远程实时监控库存的功能。
应用目标：通过手机 App 实时监测超市商品库存情况。
所需元件：
DHT11 温湿度传感器 x1
FireBettle Board-ESP32 x1
FireBettle Gravity 扩展板 x1
DHT11x1
智能手机 x1
硬件连接：
把 FireBettle Gravity 扩展板直插在 FireBettle Board-ESP32 主板上，再把 DHT11 温湿
度模块接在扩展板的 D2 数字引脚上，确保电源引脚、接地引脚和信号引脚都连接正确。
按以下我亲自成功的步骤进行即可：（或者参考官方教程）
1.打开浏览器，输入网址 https://iot.aliyun.com,登录并进入物联网平台.
2.创建一个名为“库存监测”的产品，如下图所示，若产品创建成功，会自动出现在产品列表中；
3. 为库存监测产品定义功能名分别为“美福记”和“美福佳”的属性，自定义产品标识符，美福记取值范围为0~100,美福佳为 0~100，如下图所示。功能添加完毕后，会自动出现在自定义功能栏下。
4.为库存监测产品添加一个名为 STOCK 的设备，如下图所示，设备添加完毕后，会自动出现在设备列表中。
5.将库存监测产品导入“我的智能云家庭管理”项目中，如下图所示：
6.创建移动应用开发APP：
选中左侧导航栏的移动应用开发在右侧单击打开“新增可视化应用”，如下图所示:
7.点击自定义页面后的+号，编辑，将“自定义新增页 1”改为库存监测，用鼠标将可视化组建下的实时曲线控件拖动到中间的页面上，如下图所示：
8.选中其中一个实时曲线，点击数据->配置数据，在弹出的选项框里选择相应的选项，并点击确定。
9.修改样式，常常保存。
10.配置首页模块。这一步是为了设置一个导航栏，链接到上面设计的“库存监测”。选中[功能]首页模块->列表，如下图所示，选中新增页面入口，在弹出的“页面入口 1”下，完成相应信息的选择，将其链接到刚才设计的“库存监测“页面，如下图所示，点击确定完成配置后，别忘了点击保存。
11.安装包生成。在编辑页面，点击构建，选择 Andriod 构建或 iOS 发构建，如下图所示：
12.手机扫码，APP到手了！
13.我定义的APP~“IoT标签”界面：
以上测试程序合并为最终程序（ARDUINO）:
[C++] 纯文本查看 复制代码
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#include "Arduino.h"#include <WiFi.h>#include <PubSubClient.h>
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运行代码串口显示温度（库存）28：
再看电子墨水屏显示库存（指红色部分约28%）：
