双掌控板收发摩尔斯电码

山东省招远第一中学牟晓东

作为国内开源硬件的杰出代表，掌控板是一款非常优秀的国产“创客”微控制器板，支持Python代码编程以及Mind+、mPython等主流图形化编程软件。使用单块掌控板进行编程，可以实现噪音计、身高测量仪、高温报警系统和天黑自动收衣服系统等案例;如果有两块掌控板，就可以借助蓝牙与WiFi双无线通讯，遵循MOTT（消息队列遥测传输）协议在SIoT开发平台（如Mind+的SIoT本地物联网、DFRobot的Easy IoT）或OneNET（移动物联网开放平台）等开放平台上进行更为丰富的物联网应用创意项目设计，比如实现谍战影视片中摩尔斯电码的发送与接收。

1.预备知识：摩尔斯电码

摩尔斯电码（ Morse code）是一种通过不同的排列顺序来表达相关字符（比如26个英文字母）的数字化通信形式，它的最基本代码是“滴”和“嗒”，分别对应短促的“一个点”信号和“一个划”信号，“一划”相当于“三个点”的时长（如图1）。在各种故事情节中最为经典的摩尔斯电码应用，便是sos国际通用求救信号的发送——字母S的摩尔斯屯码是“滴、滴、滴”三个点，字母（）的摩尔斯屯码是“嗒、嗒、嗒”三个划，通过开关手电筒控制电路通断以光的形式，或是单根手指连续敲击桌面以声的形式，都能够快速发送“三点、三划、三点”的SOS求救摩尔斯电码。

2.收发操作方法规划

每个掌控板都有A和B两个按键和P、Y、T、H、（）、N六个触摸键供我们选用。在发报方掌控板中进行编程，将按键A和B分别设计对应发送摩尔斯电码的“滴”和“嗒”信号，而将触摸键P作为每组摩尔斯电码（即所表示的某一个字符）的结束信号，因为真实地用摩尔斯屯码发报字母间隔是一个“嗒”的时长（相当于3个“滴”），单词间间隔是7个“滴”，这需要专门训练才能做好，对于初学者来说操作难度较大，而简单地“碰”一下触摸键的动作则非常方便。另外，为了对按键和触摸键的按下与触摸操作进行即时反馈，还要添加RGB灯闪烁和蜂鸣器播放音符模拟“滴”“嗒”声，比如三支RGB灯分别对应按键A、B和触摸键P的“动作”：同时，在收报方掌控板中也进行同样的编程控制方式，模拟实现摩尔斯屯码的发报与收报的“声光”同步响应，趣味性更强。

3.掌控板发报方的mPython编程

将一块掌控板通过数据线连接至联网电脑的USB接口，然后运行rnPython进行程序的编写。

（1）通过WiFi模块将掌控板联网

两个掌控板之间能够正常进行信号的发送与接收的“对话”前提条件是畅通的网络连接，因此程序的最开始必须是进行联网设置。从左侧的“WiFi”中选择第一项“连接WiFi名称……密码……”模块语句，然后补充完整所使用的无线网络名称及密码信息（明文显示）。

（2）进行“连接MQTT”设置

在mPython的“扩展”一“MOTT”中提供了若干种MOTT模块，以其中的“MOTT-Easy IoT”为例（其他的用法基本类似），这是由DFRobot提供的物联网MOTT服务，需要从浏览器访问网站（https：//iotdfrobot.com cn/）先进行免费注册，然后登录进入自己账号的“工作间”;左侧有两处关键信息，一是“IoUd（ user）”（即用户名），将其值“XNbxt3rMR”复制粘贴至mPython编程中“MOTT-Easy IoT”模块语句中的第三项“Iot_id”中;二是“Iot_ pwd（password）”（即密码），可点击“小眼睛”图标进行显示，将其值“uHxxpqrGRz”复制粘贴至第四项“Iot_pwd”中（前两项“服务器”和“Client ID”均保持默认值）。在“工作间”中执行三次“添加新的设备”操作，分别重命名为“mPython_l”、“mPython_2”和“rnPython_3”，对应三个Topic“主题”的数值，可分别复制并粘贴至记事本中保存，这些信息在收报方掌控板中也要用到（如图2）。

再次返回mPython編程界面，从“MOTT”中选择“连接MOTT”模块语句，添加至“MOTT-EasyIoT”模块语句后面，作用是根据之前的设置进行MOTT连接。

（3）设置OLED显示屏的显示提示信息

先从左侧的“显示”中选择“OLED显示‘清空…模块语句;再使用两次“OLED第¨行显示¨模式‘普通‘不换行…，控制OLED显示屏的第1行、第2行分别显示“连接MOTT-Easy IoT！”和“长江长江，我是黄河！”提示信息;最后要添加“OLED显示生效”模块语句（如图3）。

（4）定义字典变量mv_dict并进行数据的初始化

为了进行摩尔斯电码的分解与重组，可以将二进制代码“0”和“1”与摩尔斯电码的“滴”和“嗒”一一映射进行组合编码。比如：字母“A”的摩尔斯电码是“滴、嗒”，在字典中为它设置“键”（ Key）为“01”，“值”（ Value）为“A”;再比如：字母8B”是“嗒、滴、滴、滴”，在字典中的“键”就是“1000”。对应摩尔斯电码的编码规则，对字典变量my_dict进行定义和初始化，完成26个大写英文字母的“0”“1”编码映射（如图4）。