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【鲁班猫创意氛围赛】项目提交：基于鲁班猫1的智慧物联中控系统

2023-5-16 02:36:52 1403

0 鲁班猫的智慧物联中控系统【鲁班猫创意氛围赛】项目提交：基于鲁班猫1的智慧物联中控系统大信(QQ:8125036) 一、前言鲁班猫（LubanCat）是野火科技推出的Linux、Android卡片电脑系列品牌。该系列卡片电脑硬件产品线丰富，操作系统适配度高，开源教材资料众多，应用开发简单。它具有优越的性能以及多产品线覆盖教育、商业应用、工业控制等领域，具备广泛的应用场景。笔者申请到的鲁班猫型号为LuBanCat-1,其硬件外形如下图，尺寸大约8cmx6cm,非常的小巧，这各小巧的板子却隐藏丰富强大的功能。LubanCat-1使用了一颗包含四核Cortex-A55处理器、Mali G52 2EE图形处理器和高能效NPU的SOC，搭配千兆网口、HDMI、USB3.0、MINI PCI-E、MIPI等外设，而预留的USB、MINI PCI-E等通用接口，又进一步扩大了板卡的使用场景。根据其强大的性能与通信功能特点，笔者决定使用它来开发一款鲁班猫智慧物联中控设备。大家都知道现在IoT是越来越火热，从智能家居，到智慧办公，智慧工厂，智慧生产等，越来越多的硬件系统通过网络连接到一起，形成了智慧化的物联世界，通过彼此的连接，交换数据，完成协调统一的生产工作应用环境，协调的进行彼此的控制和响应，形成智慧化的物联世界。而对一个物联管理单位，物联中控是最基本的单元，它担负着对终端数据的采集，汇聚，存储，并按照设计的权限进行对外联络和报告。也对各类的智能应用管理提供统一的通信和控制命令转发等功能。该项目涉及到如下技术内容： Httpd -- Http 服务提供基于c变量的模板http服务 C-CGI -- 支持http在服务端RPC进程通 MQTT -- 基于TCP/IP的订阅、发布消息服务 TDEngine -- 时序数据库 Websocket -- 支持web端的二进制网络数据通信 EChat -- 一款开源的js前端可视化图形库 Javascript – web 开发语言，完成前端数据解析与可视化二、项目材料 CH32V208 单片机，提供两路ADC采集数据并通过以太网上报数据 Hi-Spark 鸿蒙开发板，Iot开发套件，提供温度，速度和天然气(甲烷)浓度检测数据 Ubuntu PC模拟电能采集站，提供每小时的家庭用电功率数据 WIFI 路由器，提供家庭有线网络的通讯和无线通讯 VMWare 虚机，提供鲁班猫开发环境三、项目方案架构鲁班猫智慧物联中控系统架构如下图所示，图中设备A,B为Iot传感数据采集设备，D作为一个电能表数据采集模拟端，E作为上报数据的互联网服务终端。而C位则是本次的主角鲁班猫，作为整个系统的物联核心。四、CH32V208 ADC 数据采集使用CH32V208开发板的MQTT例程与ADC例程，整合两个例程，并设定MQTT服务地址为鲁班猫的地址，端口为1883 使用ch32v208编译下载到ch32v208上运行五、Hi_Spark 温度、湿度与燃气浓度传感采集使用HiSpark_Hi3861开发板，接上燃气传感器模块，与Hi3861单片机，使用OpenNARMony开发采集温度，湿度与燃气浓度数据，并只用MQTT客户端通过 wifi连接路由器，将采集到的数据上发到鲁班猫。编译下载到HiSpark上运行六、鲁班猫物联中控软件设计开发鲁班猫开发板上，首先编译httpd工程，工程由jsoncpp和httpd组成，http是基于uHttp开源工程修改而来。主要需修改为增加了http与系统调用接口，支持通过C-CGI的方式，进行动态的网络渲染以及连接MQTT消息服务器，完成MQTT消息订阅并使用websocket转发给浏览器端。分别在开发板上编译jsoncpp和httpd工程再编译MQTT工程，这里使用的是mosquitto-2.0.9开源MQTT工程，该工程由CJSON，OpenSSL，mosquitto-2.0.9，子工程组成，只需要分别编译他们即可：编译mosquitto-2.0.9工程，编译时需要把前面编译好的openssl和cjson动态库加入到mosquitto工程编译路径中。把编译成功的MQTT服务程序和依赖的动态库，部署到bin目录下，并写一个mqtt配置文件和启动脚本文件。创建好MQTT 运行用户后，即可启动运行MQTTBreaker服务：七、EMQX服务公网部署完整的展示智慧物联的应用，还需要中控系统与外部交换数据，因此在这里在公网E服务器上，部署一个支持MQTT的消息管理服务端，这里选择使用EMQX开源服务。 wgethttps://www.emqx.com/zh/download ... .8-el8-amd64.tar.gz tar -xvf emqx-5.0.8-el8-amd64.tar.gz //启动 bin/emqx start //停止 bin/emqx stop //查看状态 bin/emqx_ctl status 在公网服务端E需要开通18083,1883等业务端口，部署完毕后，可以打开浏览器登录到EMQX服务站点已启动：同时需要存储上报的物联数据，用于大数据的采集与分析，因此在公网服务器上部署物联网数据库。这里使用知名的时序数据库TDengine,用于永久存储上报的物联数据,执行如下命令，编译安装TDengine git clone https://github.com/taosdata/TDengine.git cd TDengine & build.sh 八、前端开发部署与效果前端整合Echat工程，并且加入websocket客户端，用于接收httpd发回的数据，部署到鲁班猫上前面编译的httpd的页面目录下，httpd/www下，然后在本地页面访问鲁班猫的IP地址：最终成功的加载出中控控制台的页面，并实时的显示出各个终端传感器的数据。 1
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