本帖最后由 netlhx 于 2016-8-10 08:45 编辑
INTEL EDISON实现家庭网关模拟(结题篇)
本贴实现申请 开发板提出的任务:将EDISON打造成一个家用IOT网关。
所谓的网关,其实也可以叫中央控制器(IOT HUB),主要是收集各离散节点的信息,在终端上显示;另外就是通过手持终端来发出各种指令控制,控制各离散节点设备的运行。
另外这里所说的模拟,是因为笔者的现实生活还没有实现智能家居化,所以家里也没有智能家居相关设备,相关实现均是在EDISON上使用GROVE的部分元器件实现。
一、功能概述- INTEL EDISON作为中央控制节点,收集及接收来自终端节点的信息,并执行相应的控制指令
- 温度传感器收集温度信息
- 光照传感器收集光照强度,光照强度值可以用来控制灯光的强弱
- 无级调光,通过PWM来控制灯的亮度(通过LED灯来模拟)
- 舵机控制,比如调整自动浇花器的位置
- 开关控制,打开或关闭指定位置的照明灯(通过LED灯来模拟)
- LCD显示,模拟家中的LED显示屏
二、硬件连接
- 温度传感器连接到扩展板的A1
- 光照传感器连接到扩展板的A2
- PWM输出连接到扩展板的D5
- 舵机连接到扩展板的D3
- LCD连接到I2C接口
整体连接效果如图
在原来的计划中,舵机控制是准备实现的。只是可惜在实验中,舵机被烧坏了。
烧坏的舵机,估计是在试验的时候,正反转设置的时候参数有问题,可惜!
三、设计思路
程序设计语言使用NODE.JS做为服务端控制语言,这也是INTEL主推的一个物联网应用中的开发语言。NODE.JS调用底层的MRAA及UPM库来控制硬件。硬件控制GROVE的实验请参考 https://bbs.elecfans.com/forum.ph ... d&tid=919288&extra=。
INTEL官方提供的诸多IDE中,XDK实在太臃肿,加上使用NODE.JS只需要一个VIM即可实现编程、调试。另外C/C++类编程语言在调试过程中需要反复修改、编译、调试,步骤略显繁琐。所以这里使用轻便的NODE.JS来实现服务端功能。
服务器端使用比较原生的HTTP模块搭建了一个简单的WEB服务器,客户端可以使用HTTP请求来获取或者上传相应控制指令。
数据通信格式
服务器与客户端之前使用JSON来进行通信,一次典型的通信数据如下
- {"ds2":"1","title":"Hello, world","pwm":"51"}
复制代码
上述JSON数据中,第一部分是客户端通过HTTP POST方法上传的要求服务器执行的信息
- "ds2":"1" 请求EDISON打开板载的DS2指示灯,起到模拟开灯/关灯的效果
- "title":"Hello, world" 请求将LCD的显示内容设置为HELLO, WORLD
- "pwm":"51" 请求将连接在D5上的LED灯亮度值设置为51%
下面一部分JSON数据是将EDISON上的一些信息反馈给客户端,用户可以使用HTTP来显示这些内容,如下图
简易的客户端APP实现
除了可以使用浏览器之外,专门设计了一个简单的ANDROID客户端程序,界面很简单,如下图
APP上面是显示区域,显示从服务器端获取的数据信息;中间为控制区域,只设计了控制EDISON的部分接口;最下面是刷新按钮,用来刷新数据。
四、实现关键代码
程序代码使用NODE.JS来实现,调用底层的MRAA及UPM库来实现相关操作。
完整控制代码如下
- var http = require('http');
- var query = require('querystring');
- var mraa = require('mraa');
- var grove = require('jsupm_grove');
- var LCD = require('jsupm_i2clcd');
- var SERVO = require('jsupm_servo');
- var os = require('os');
- var lcd = new LCD.Jhd1313m1(6, 0x3E, 0x62);
- var hostname = os.hostname().toString();
- var ipaddr = os.networkInterfaces()['wlan0'][0]['address'].toString();
- var light = new grove.GroveLight(2);
- var temp = new grove.GroveTemp(1);
- var lightValue = light.value();
- var tempValue = temp.value();
- //var servo = new SERVO.ES08A(3);
- var led_pwm = new mraa.Pwm(6);
- led_pwm.enable(true); //must enable
- var ds2 = new mraa.Gpio(13);
- ds2.dir(mraa.DIR_OUT);
- ds2.write(1);
- led_pwm.write(0);
- //servo.setAngle(90);
- lcd.clear();
- lcd.setCursor(0, 0);
- lcd.write('Intel Edison IoT');
- var status = {};
- status['host'] = hostname;
- status['ipaddr'] = ipaddr;
- status['title'] = 'Intel Edison IoT';
- setInterval(function() {
- status['temp'] = temp.value().toString();
- status['light'] = light.value().toString();
- }, 2000);
- var server = http.createServer(function(req, res) {
- switch(req.method) {
- case 'GET':
- //res.writeHead(200, {'Content-Type': 'application/json'});
- //res.end(JSON.stringify(status));
- break;
- case 'POST':
- var content = "";
- req.setEncoding('utf8');
- req.on('data', function(chunk) {
- content += chunk;
- });
- req.on('end', function() {
- console.log(content);
- status['title'] = JSON.parse(content)['title'];
- status['pwm'] = JSON.parse(content)['pwm'];
- status['ds2'] = JSON.parse(content)['ds2'];
- console.log(status);
- lcd.clear();
- lcd.setCursor(0, 0);
- lcd.write(status['title'].toString());
- led_pwm.write(Number(status['pwm']) / 100);
- ds2.write(Number(status['ds2']));
- });
- break;
- default:
- break;
- }
- res.writeHead(200, {'Content-Type': 'application/json'});
- res.end(JSON.stringify(status));
- });
- server.listen(8000);
复制代码
目前代码测试正常,不过不排除潜在的BUG,希望各位有时间的话测试。
客户端使用ANDROID,编写一个简单APP来显示及控制节点。部分关键代码如下
网络访问部分使用了异步任务,在接收到JSON数据之后,刷新APP界面元素。
五、效果及简单总结
本贴实现了一个典型的C/S通信控制。
- 服务端SERVER使用了大名鼎鼎的NODE.JS,主要提供两方面的内容:基于RESTFULL的服务;结合MRAA及UPM提供硬件访问控制
- 客户端实现了WEB/APP双访问机制,不过出于安全考虑,WEB访问只提供了只读式的访问方式。要想控制设备,需要通过APP来实现
- 本项目虽然功能还比较简单,但是通信/控制的基本框架已基本具备,添加新的功能已非常简单
- 基于C/S通信架构的调试,比单机设备调试需要考虑的因素更多,过程也更复杂
附:
部分运行效果图
LCD显示效果,可以通过APP来实时改变显示内容
舵机调试
外接的WIFI天线,以增强远距离通信效果
本次试用的主题贴
谢谢!
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