【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)硬件的開發(fā)，結(jié)合這次RTT大賽，決定基于RT-Thread設(shè)計一款物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。本物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)基于STM32H7為主芯片進行設(shè)計，分為硬件網(wǎng)關(guān)和物聯(lián)網(wǎng)平臺。硬件網(wǎng)關(guān)有以ART-PI開發(fā)板為核心板，自行設(shè)計了一個擴展板，板載一路4G通訊模塊，一路LORA無線采集模塊，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個蜂鳴器；硬件網(wǎng)關(guān)可以通過無線LORA采集節(jié)點數(shù)據(jù)，最多可以接收32路無線節(jié)點采集；也可以通過RS485電路采集傳感器數(shù)據(jù)。采集到數(shù)據(jù)后，通過4G模塊發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)平臺。這里物聯(lián)網(wǎng)平臺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。板載2路繼電器和LED指示燈，可以通過平臺下發(fā)命令控制開關(guān)。

開發(fā)環(huán)境

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

RT-Thread版本：RT-Thread V 4.0.3

開發(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，信號量等。

調(diào)度器：創(chuàng)建多個線程來實現(xiàn)不同的工作。

信號量：用來線程間的同步。

（2）組件部分：UART框架，SENSOR框架。

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

SENSOR框架：使用DS18B20采集設(shè)備機箱溫度。

（3）軟件包：暫未使用相關(guān)軟件包。

硬件框架

軟件框架說明

軟件模塊說明

項目工程文件是基于官方SDK的點燈示例程序開始的。

（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：用于采集無線LORA傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)。傳感器節(jié)點采用主動上報方式傳輸數(shù)據(jù)，最多掛載32個節(jié)點。

（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云平臺通訊，包含登錄和主動上報數(shù)據(jù)。

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

演示效果

（1）設(shè)備照片：

（2）平臺接收數(shù)據(jù)照片：

（3）云組態(tài)照片：

(4)演示視頻：

比賽感悟

認(rèn)識RT-Thread已經(jīng)是很多年前的事情了，當(dāng)初也買了第一代的魔笛網(wǎng)絡(luò)收音機開發(fā)板，但是很遺憾一直都沒有在實際項目中使用到。主要原因都是我手頭的項目都是基于裸機開發(fā)的，都沒有使用過RTOS?；赗TT大賽的機緣，我就想努力嘗試一把，先用起來，然后決定以后項目中有需要的都上RTT系統(tǒng)。但是完事開頭難，我這個項目當(dāng)初想起來挺容易，但是實際做起來的時候，真的還是很不容易的。主要還是我的RTOS編程經(jīng)驗匱乏，對系統(tǒng)內(nèi)核以及進程通信機制沒有理解透徹，導(dǎo)致寫程序的時候出了不少問題。從最開始的點燈，到后面的添加傳感器驅(qū)動框架，添加串口驅(qū)動框架，實現(xiàn)了DS18B20傳感器采集，實現(xiàn)了串口跟GPRS模塊和LOR模塊的通訊，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)上TLINK云平臺。完成數(shù)據(jù)上報云平臺以及云平臺下發(fā)控制指令和執(zhí)行動作等等功能。這其中，我基本沒有使用額外的軟件包和驅(qū)動等，主要還是對RTT不是很熟悉，可以說還基本沒有上手。按照當(dāng)初的設(shè)想，本來是要使用廣和通的L610的模塊，使用AT指令軟件包，ONENET軟件包等上移動ONENET云平臺。但是由于時間太緊和基礎(chǔ)太差的原因，20號之前只能完成這么多了。其實這兩天我已經(jīng)用L610模塊連上了ONENET云平臺，但是詳細(xì)功能還沒有實現(xiàn)，后面我會繼續(xù)把這個項目做下去，爭取把這個產(chǎn)品做完善。最后感謝舉辦方給我一個很好的學(xué)習(xí)和鍛煉的機會，RTT我相信我會一直用下去。