【RT-Thread作品秀】基于RT-Thread的智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)

作者：frankpyq

概述

智慧農(nóng)業(yè)是目前物聯(lián)網(wǎng)一個(gè)比較廣泛的發(fā)展方向，基于從事農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)硬件的開(kāi)發(fā)，結(jié)合這次RTT大賽，決定基于RT-Thread設(shè)計(jì)一款物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。本物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)基于STM32H7為主芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，分為硬件網(wǎng)關(guān)和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。硬件網(wǎng)關(guān)有以ART-PI開(kāi)發(fā)板為核心板，自行設(shè)計(jì)了一個(gè)擴(kuò)展板，板載一路4G通訊模塊，一路LORA無(wú)線采集模塊，一路RS485電路，2路繼電器輸出，4路LED指示，1路DS18B20溫度采集，1個(gè)蜂鳴器；硬件網(wǎng)關(guān)可以通過(guò)無(wú)線LORA采集節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，最多可以接收32路無(wú)線節(jié)點(diǎn)采集；也可以通過(guò)RS485電路采集傳感器數(shù)據(jù)。采集到數(shù)據(jù)后，通過(guò)4G模塊發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。這里物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)我使用的是深圳市模擬科技有限公司的TLINK物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。板載2路繼電器和LED指示燈，可以通過(guò)平臺(tái)下發(fā)命令控制開(kāi)關(guān)。

開(kāi)發(fā)環(huán)境

硬件：ART-PI（STM32H750XB）， ART-PI_TOP擴(kuò)展板；

RT-Thread版本：RT-Thread V 4.0.3

開(kāi)發(fā)工具及版本：RT-Thread Studio 版本: 2.0.0

RT-Thread使用情況概述

（1）內(nèi)核部分：調(diào)度器，信號(hào)量等。

調(diào)度器：創(chuàng)建多個(gè)線程來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的工作。

信號(hào)量：用來(lái)線程間的同步。

（2）組件部分：UART框架，SENSOR框架。

UART框架：使用了3個(gè)串口，分別連接4G模塊，LORA模塊，RS485;分別用于跟平臺(tái)通訊和采集傳感器數(shù)據(jù)。

SENSOR框架：使用DS18B20采集設(shè)備機(jī)箱溫度。

（3）軟件包：暫未使用相關(guān)軟件包。

硬件框架

軟件框架說(shuō)明

軟件模塊說(shuō)明

項(xiàng)目工程文件是基于官方SDK的點(diǎn)燈示例程序開(kāi)始的。

（1）read_temp_entry線程：用于讀取板載DS18B20溫度傳感器的數(shù)值。

（2）LoraU6RxData線程：用于采集無(wú)線LORA傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。傳感器節(jié)點(diǎn)采用主動(dòng)上報(bào)方式傳輸數(shù)據(jù)，最多掛載32個(gè)節(jié)點(diǎn)。

（3）led_shine_entry線程：LED燈閃爍，用于指示設(shè)備狀態(tài)；

（4）Task_Tlink_Tx線程：跟TLINk云平臺(tái)通訊，包含登錄和主動(dòng)上報(bào)數(shù)據(jù)。

（5）TlinkRxData線程：用于接收和解析TLINK云平臺(tái)下發(fā)的控制指令，并執(zhí)行相關(guān)繼電器動(dòng)作。

演示效果

（1）設(shè)備照片：

（2）平臺(tái)接收數(shù)據(jù)照片：

（3）云組態(tài)照片：

(4)演示視頻：

比賽感悟

認(rèn)識(shí)RT-Thread已經(jīng)是很多年前的事情了，當(dāng)初也買(mǎi)了第一代的魔笛網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)開(kāi)發(fā)板，但是很遺憾一直都沒(méi)有在實(shí)際項(xiàng)目中使用到。主要原因都是我手頭的項(xiàng)目都是基于裸機(jī)開(kāi)發(fā)的，都沒(méi)有使用過(guò)RTOS?；赗TT大賽的機(jī)緣，我就想努力嘗試一把，先用起來(lái)，然后決定以后項(xiàng)目中有需要的都上RTT系統(tǒng)。但是完事開(kāi)頭難，我這個(gè)項(xiàng)目當(dāng)初想起來(lái)挺容易，但是實(shí)際做起來(lái)的時(shí)候，真的還是很不容易的。主要還是我的RTOS編程經(jīng)驗(yàn)匱乏，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)核以及進(jìn)程通信機(jī)制沒(méi)有理解透徹，導(dǎo)致寫(xiě)程序的時(shí)候出了不少問(wèn)題。從最開(kāi)始的點(diǎn)燈，到后面的添加傳感器驅(qū)動(dòng)框架，添加串口驅(qū)動(dòng)框架，實(shí)現(xiàn)了DS18B20傳感器采集，實(shí)現(xiàn)了串口跟GPRS模塊和LOR模塊的通訊，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)上TLINK云平臺(tái)。完成數(shù)據(jù)上報(bào)云平臺(tái)以及云平臺(tái)下發(fā)控制指令和執(zhí)行動(dòng)作等等功能。這其中，我基本沒(méi)有使用額外的軟件包和驅(qū)動(dòng)等，主要還是對(duì)RTT不是很熟悉，可以說(shuō)還基本沒(méi)有上手。按照當(dāng)初的設(shè)想，本來(lái)是要使用廣和通的L610的模塊，使用AT指令軟件包，ONENET軟件包等上移動(dòng)ONENET云平臺(tái)。但是由于時(shí)間太緊和基礎(chǔ)太差的原因，20號(hào)之前只能完成這么多了。其實(shí)這兩天我已經(jīng)用L610模塊連上了ONENET云平臺(tái)，但是詳細(xì)功能還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，后面我會(huì)繼續(xù)把這個(gè)項(xiàng)目做下去，爭(zhēng)取把這個(gè)產(chǎn)品做完善。最后感謝舉辦方給我一個(gè)很好的學(xué)習(xí)和鍛煉的機(jī)會(huì)，RTT我相信我會(huì)一直用下去。