合宙Air724UG二次开发(1)：搭建开发环境

合宙Air724UG二次开发(1)：搭建开发环境

1. 系统环境

• 系统：win10
• 使用板卡：EVB_Air724UG_A13
• 下载工具：
• 开发语言：类似LUA的Luat语言
• 本文编辑时间：20220422

2. 嵌入式4G发展现状

1. 随着2G网络逐渐退出市场，现在开发移动网络通信只能选4G网络模块。
2. 常见的移动网络通信的方式有：

• MCU利用串口+AT网络模块实现移动网络开发。优缺点：MCU+AT开发周期短，但是相对pcb设计面积、硬件成本、运行功耗都比较大。

• ARM(支持USB HOME)+USB接口网络模块。优缺点：4G速度可以较快传输，4G模块一般都采用Mini PCIE接口，具有较好的通用性，但是要求ARM处理器带USB HOME功能，程序编写比较复杂，这种接口4G模块比较贵。

• 直接在网络模块上二次开发。优缺点：最省硬件成本，功耗和pcb体积也最小，但是由于移动网络通信芯片厂商不是主流MCU厂商，这导致二次开发往往需要学习新的语言和开发方式，开发周期较长，开发出来的产品，需要较长时间的测试，提防出现bug。

对于支持AT的网络模块，现在可选择的型号非常多，基本除了最基本的命令外，每家的AT标准个不相同，需要对照相应的手册去开发。

USB网络模块，大部分都会选择Mini PCIE接口，通过MCU的USB HOME功能，来实现数据较快传输。

二次开发需借助芯片官方的固件，截止到20220422现在当属合宙和移远两家最为火爆。合宙使用类似LUA语言的开发方式，移远使用类似MicroPython语言的方式开发，都需要学习成本，但学习后会发现，使用这类方法开发非常快和容易。

我相信随着时间的发展，嵌入式4G领域会发展的越来越好，可能会出现更好的选择和更友好的开发方式。

本文介绍使用合宙Air724UG利用LUA语言二次开发的方式。我购买的是EVB_Air724UG_A13板卡，为了演示方便，我直接上我购买的连接和图：

某宝链接和板卡图：

3. 合宙Air724UG支持Lua开发实现原理

Air724UG是基于Lua语言设计的 LuatOS-Air框架进行二次开发的， LuatOS-Air = Lua + AT, LuatOS-Air是合宙推出的物联网开源架构，依托于通信模块做简易快捷的开发，将传统的AT命令用Lua语言封装成API，并提供各种功能应用的demo，大大减少用户的开发成本。详细的LuatOS-Air框架学习链接。

Lua脚本是内嵌在模块基础软件core中运行的（core编译生成的文件是.lod文件），Lod中有支持Lua运行的环境，Lua脚本就在这个环境中运行。脚本实现功能是通过API（对AT命令进行了封装）实现的。在模块内部，Lua发出AT命令，并通过虚拟的uart.ATC 口和Lod之间进行AT命令的交互。即Lua发出AT命令，Lod接收后进行解析并返回AT命令运行结果，不需要上位机（一般是单片机）通过物理串口给模块发AT命令，这样就节省了单片机的花费。

内部原理大概流程图：

名称解释

底层软件：也叫基础软件，位于/core，用C语言开发完成，支撑Lua的运行。

库脚本：lib目录中的“库脚本”（所有项目都应该使用）

应用脚本：用户自己编写的“应用脚本”（例如demo目录下的脚本）

4. 合宙Air724UG二次开发环境搭建

4.1 资料下载

Air724UG入门资料包，包括了几乎Air724UG相关的全部资料。

官方编写了《LuatOS-Air模块应用手册》文档链接；里面有写二次开发环境搭建的过程，LuatOS-Air二次开发教程指南文档链接；

软件环境：我整理了下载顺序，基本步骤如下：

1. USB驱动：[Air720UH/Air724UG系列 PC 端 USB 驱动](https://cdn.openluat-luatcommunity.openluat.com/attachment/20200808183454135_sw_file_20200303181718_8910_module_usb_driver_signed _20200303_hezhou.7z)

2. 下载固件开发包：LuatOS-Air的软件包分为底层core和上层的lua脚本底层软件+上层脚本；

3. 下载开发工具
   推荐使用：LuatIDE，但是官网只有安装教程，而使用教程则和LuatIDE源码一起托管到gitee上了Luat IDE源码的Gitee链接。
   不在推荐使用：Luat下载调试工具v2(luatools工具)，但是官网的下载调试使用的都是这种方式。

4. 编辑工具：lua编程软件建议vscode，vscode和lua插件的安装教程

   注意：vscode为Lua脚本编辑工具，仅仅具有脚本代码编辑功能，没有编译功能；
   Lua为解释性语言，在LuatOS-Air开发方式下，开发调试过程如下：

   1. 使用vscode编写Lua脚本
   2. 使用Luatools烧录Lua脚本
   3. 使用Luatools输出脚本运行日志

对于下载的资料的作用详细叙述，请参考我的合宙Air724UG二次开发(2)：资料描述这篇文章。

硬件环境：Air724U系列或者Air720U系列模块，或者对应的开发板。
Air系列cat1模块是通过USB接口进行下载调试,如下图：

如果是使用开发板请参考相应的开发板使用手册：EVB_Air724UG_A13开发板使用指南 ，这个文档里面有非常详细的开发板模块说明，引脚定义，下载配置等，这个手册必须认真阅读。

4.2 安装USB驱动

先查看开发板使用指南，将usb线插入正确的usb接口，将拨码开关打到正确的位置，具体参考EVB_Air724UG_A13EVB_Air724UG_A13开发板使用指南，下面只是简略截图；

解压下载的USB驱动，如下图：

安装完成后：

4.3 编辑器工具安装

合宙推荐程序lua编程软件使用vscode。

下面附带vscode安装合lua插件的安装教程，由于比较简单，这里就不再叙述了。

4.4 下载调试工具安装和使用

下载调试工具可以下载烧录core固件和用户用lua编写的程序。

合宙给出了两种选择，任选其一就可以：

4.4.1 Luat IDE

Luat IDE也是vscode下的一个插件，是由合宙家开发的，官网提供两种安装方式，分别是在vscode市场安装和在Gitee下载安装。

Luat IDE的安装教程；

Luat IDE的使用教程并没有写在合宙的社区里面，而是在托管的Gitee的Luat IDE源码里面，Luat IDE源码的Gitee链接；

4.4.2 LuaTools工具

合宙官方Luatools V2下载调试工具，官方使用的举例都是用这种方法下载的。

使用教程1：EVB_Air724UG_A13开发板使用指南的固件下载章节;

使用教程2：LuatOS-Air二次开发教程指南的烧录底层core固件章节；

这些教程不光介绍了LuaTools工具的使用，还介绍了如何下载core固件和用户Lua程序。

4.3 烧录底层core固件的选择

由于模块出厂默认自带的AT版本固件，使用luat开发方式的话需要更换为LuatOS-Air二次开发固件。
解压底层包后，里面会有很多后缀名不同的固件。

bin文件空中升级时使用，pac文件为烧录时用到的底层固件。

不同的文件名代表此固件支持不同功能，具体后缀对应的功能请点我到固件选择界面查看。选择不同的core flash和ram剩余空间也会不同。要根据自己的应用情况做选择。

5.Lua脚本开发

Lua的菜鸟教程

合宙社区Lua语法介绍

合宙社区的Luat入门教程

LuatOS-Air开发视频教程

LuatOS-Air相关工具教程视频

如果您需要查看demo，可在luatools工具文件中查找到你需要的文件。

2G为luatools v2\resource\8955_script\script_LuaTask_V2.X.X\demo，

4G CAT4 为luatools v2\resource\1802_script\script_LuaTask_V2.X.X\demo,

4G CAT1 为luatools v2\resource\8910_script\script_LuaTask_V2.X.X\demo。

如果您需要查找接口文档，请点击LuatOS-Air API接口来查看完整的接口文档。
如果您有其他问题，可以前往问答社区查找或提问。