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HDC.Cloud | 【IoT最佳实践】基于小熊派开发智慧路灯

我是卤蛋发表于 2020/02/20 12:01:03 2020/02/20

【摘要】智慧路灯是城市智能化道路上重要一环，智慧路灯的实施具有节约公共照明能耗、减少因照明引起的交通事故等多种社会意义。路灯也是大家在日常生活中可以强烈感知到的公共设施，更易理解其智能化的场景。

场景概述

智慧路灯是城市智能化道路上重要一环，智慧路灯的实施具有节约公共照明能耗、减少因照明引起的交通事故等多种社会意义。路灯也是大家在日常生活中可以强烈感知到的公共设施，更易理解其智能化的场景。

方案设计

该款智慧路灯通过LWM2M协议接入物联网平台，具备如下能力：

支持上报光照强度。

支持开/关控制命令。

支持上报灯光状态信息。

前期准备

开发板：小熊派开发板（含NB卡、NB模组、智慧路灯功能模块等）

配件：数据线

IDE：IoT Studio

平台：华为云账号

硬件连接

创建项目

在进行开发之前，开发者需要基于行业属性，创建一个独立的项目。在项目空间内，开发者可以开发相应的物联网产品和应用。

访问并登录华为云，打开设备管理服务产品首页，单击“开发中心”，进入物联网平台管理控制台，然后单击“进入开发中心”，自动跳转登录到开发中心。
在开发中心首页，单击“新建项目”。
如果初次登录开发中心，新建项目时会提示配置厂商信息。请根据提示，进入“厂商信息”界面进行配置即可。
填写“项目名称”、“所属行业”、“描述”等项目信息后，单击“创建”。
配置示例：
项目名称：OceanConnect_StreetLight
所属行业：公用事业（NB-IoT）
项目创建成功后，系统返回“应用ID”和“应用密钥”。在应用对接物联网平台时需要这两个参数，请妥善保存，如果遗忘，可以在该项目的“应用 > 对接信息 > 应用安全”中进行重置。

创建产品

某一类具有相同能力或特征的设备的集合称为一款产品。除了设备实体，产品还包含该类设备在物联网能力建设中产生的产品信息、产品模型（Profile）、插件、测试报告等资源。

进入新创建的项目，选择“产品 > 产品开发”，单击“新建产品”。
在“创建产品”中，选择“自定义产品”，单击“自定义产品”。
系统将弹出“设置产品信息”窗口，填写必要产品信息，单击“创建”。
配置实例：
产品名称：OC_StreetLight
型号：OC_StreetLight001
厂商ID：由系统自动生成，无需配置
所属行业：智慧城市
设备类型：StreetLight
接入应用层协议类型：LWM2M
数据格式：二进制码流
在“产品开发”界面将会呈现已经创建的产品，选择具体产品，可以进入该产品的开发界面。

Profile定义

在产品开发空间，选择“Profile定义”，单击“新建服务”，配置产品的服务。
新建Sensor服务，管理路灯的光照强度。当路灯接入物联网平台后，上报光照强度值。
在“属性列表”区域单击“添加属性”，填写相关信息，然后单击“确定”。
配置示例：
名称：luminance
数据类型：int
最小值：0
最大值：65535
步长：1
单位：lux
访问模式：RE
是否必选：是
保存服务。
新建LED服务，管理路灯的开/关灯。当路灯收到物联网平台下发的开/关灯命令后，响应并上报当前的状态信息。
在“命令列表”区域单击“添加命令”，命令名称为Set_Led，然后单击“确定”。
单击“添加下发命令字段”，填写相关信息，然后单击“确定”。
配置示例：
名称：led
数据类型：string
长度：3
枚举值：ON,OFF
是否必选：是
单击“添加响应命令字段”，填写相关信息，然后单击“确定”。
配置示例：
名称：light_state
数据类型：string
长度：3
枚举值：ON,OFF
是否必选：是
保存服务。

编解码插件开发

在产品开发空间，选择“编解码插件开发”，开发编解码插件。
在“在线编解码插件编辑器”区域，单击“新增消息”。
新增消息Report_Sensor，接收路灯上报的光照强度。
配置示例：
消息名：Report_Sensor
消息类型：数据上报
添加响应字段：是
响应数据：AAAA0000（默认）
在“新增消息”界面，单击“添加字段”。
在“添加字段”界面，勾选“标记为地址域”，然后单击“完成”，添加地址域字段messageId。
在“新增消息”界面，单击“添加字段”，填写相关信息，然后单击“完成”。
配置示例：
名字：data
数据类型：int16u（16位无符号整型）
在“新增消息”界面，单击“完成”，完成消息Report_Sensor的配置。
新增消息Set_Led，管理路灯的开/关灯，并获取路灯执行命令后的状态信息。
配置示例：
消息名：Set_Led
消息类型：命令下发
添加响应字段：是
在“新增消息”界面，单击“添加字段”。
在“添加字段”界面，勾选“标记为地址域”，然后单击“完成”，添加地址域字段messageId。
在“添加字段”界面，勾选“标记为响应标识字段”，然后单击“完成”，添加响应标识字段mid。
在“新增消息”界面，单击“添加字段”，填写相关信息，然后单击“完成”。
配置示例：
名字：led
数据类型：string
长度：3
在“新增消息”界面，单击“添加响应字段”。
在“添加字段”界面，勾选“标记为地址域”，然后单击“完成”，添加地址域字段messageId。
在“添加字段”界面，勾选“标记为响应标识字段”，然后单击“完成”，添加响应标识字段mid。
在“添加字段”界面，勾选“标记为命令执行状态字段”，然后单击“完成”，添加命令执行状态字段errcode。
在“新增消息”界面，单击“添加响应字段”，填写相关信息，单击“完成”。
配置示例：
名字：light_state
数据类型：string
长度：3
在“新增消息”界面，单击“完成”，完成消息Set_Led的配置。
拖动右侧“设备模型”区域的属性字段、命令字段和响应字段，与数据上报消息、命令下发消息和命令响应消息的相应字段建立映射关系。
单击“保存”，并在插件保存成功后单击“部署”，将编解码插件部署到物联网平台。

配置IoT Studio工程

在产品开发空间，选择“端侧集成指导”，单击“立即下载”，下载并安装最新版的IoT Studio。
运行IoT Studio时，系统会检测是否安装开发工具包。
单击“是”，下载并安装开发工具包，此工具包用于在windows上搭建IoT Studio开发环境，编译调试Lite OS应用。
将工具包解压到任意目录，运行“developTools.exe”，安装完成后再重新运行IoT Studio。
在开发中心，选择“端侧集成指导”，单击“复制”，复制设备模型文件的URL。
打开IoT Studio，单击“创建IoT Studio工程”，进入“新建IoT工程”界面。
在“新建IoT工程”中，填写工程相关信息。
配置示例：
工程名称：QuickStart
工程目录：D:\
SDK版本：保持默认
硬件平台：选择STM32L431_BearPi
选择“基于云端模型创建”。
设备模型文件：步骤3复制的设备模型文件的URL。

设备开发的业务模块主要集中在自动生成的app.c和app.h两个文件中。
oc_cloud_map_demo_app.c文件中已自动生成了数据上报和命令下发两个接口。
oc_cloud_map_demo_app.h文件主要描述映射生成的数据结构、硬件初始化接口。

实现设备业务处理

实现命令下发处理。

在oc_cloud_map_demo_app.c文件中找到sensor_controll_handler () 函数。

在 /********** code area for cmd from IoT cloud **********/ 注释下添加以下代码，然后保存文件。

//开灯
if (strstr(Set_Led->led, "ON") != NULL)
{
HAL_GPIO_WritePin(Light_GPIO_Port, Light_Pin, GPIO_PIN_SET);
}
//关灯if (strstr(Set_Led->led, "OFF") != NULL)
{
HAL_GPIO_WritePin(Light_GPIO_Port, Light_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}

实现数据上报处理
在oc_cloud_map_demo_app.c文件中找到report_data_handler () 函数。
在 /********** code area for report data to IoT cloud **********/ 注释下添加以下代码，并删除“// virtual sensor data example”注释下的代码，然后保存文件。
Report_Sensor.messageId = cn_app_Report_Sensor;
Report_Sensor.data = htons(lux);
oc_lwm2m_report(context,(char *)&Report_Sensor, sizeof(Report_Sensor), 1000);