【RT-Thread作品秀】基于RT-Thread的數(shù)據(jù)采集

概述：

       這是一個數(shù)據(jù)采集的裝置，本身沒有什么亮點。主要是基于RT-Thread操作系統(tǒng)，驅動NB模塊-BC26來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送。值得一說的是RT-Thread本身有BC-26的驅動包。不過這里并沒有使用，而是使用at-device軟件包來驅動的BC26。因此稍微改一改內部的代碼，就能驅動其他的AT設備。話回正題，我使用at-thread的目的就是驅動BC26建立TCP或UDP連接，使得板卡采集得到的數(shù)據(jù)能發(fā)送到我電腦上的TCP Server。當然，除了數(shù)據(jù)上傳之外，也能實現(xiàn)上位機控制板卡。還有則是在代碼中發(fā)現(xiàn)利用郵箱+消息隊列來進行數(shù)據(jù)傳輸和通信真的很爽。

開發(fā)環(huán)境：

• 硬件部分

1. ART-Pi (主控)
2. BC-26  (NB-IOT模塊）
3. BHT11 (溫濕度傳感器)

• RT-Thread版本

1. RT-Thread V4.0.2

• 開發(fā)工具及版本

1. RT-Thread Studio V2.0.0 ：RT-thread推出的IDE，免費。
2. Putty V0.73：開源免費的一款工具，我純把他當成串口助手使用
3. 花生殼 V5 :內網(wǎng)穿透工具。
4. 網(wǎng)絡調試助手（MetAssist  V4.3.13）：網(wǎng)上下的，應該比較出名。

RT-Thread使用情況描述：

• 內核部分

1. 調度器
2. 消息隊列
3. 郵箱

• 組件部分

1. at_device
2. UART

硬件框架描述

先附圖一張：

       很簡單的一個框架，總共只有主控，傳感器，執(zhí)行器，以及比較重要的云平臺，這四大部分。傳感器可以是任意傳感器，只要發(fā)送的數(shù)值種類不一次性超出兩種即可。執(zhí)行器我在這里使用了板載的LED燈充當。云平臺則是利用網(wǎng)絡調試助手搭了一個TCP Server來充當。由于我個人沒有固定外網(wǎng)IP，所以我如果直接使用網(wǎng)絡助手，是無法將ART采集得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿业碾娔X上的。因此我利用花生殼將我的IP映射到了外網(wǎng)，使得板卡能連接到我創(chuàng)建的TCP Server上。

軟件框架說明

流程圖如下：

       本人并不是很會畫流程圖，所以辛苦大家看一看介紹吧。

       其實在這個板卡中是要燒兩套程序的，一套是bootloader負責初始化QSPI并且運行QSPI內的程序。所以這份程序是下載到片內Flash的。另一份則是具體的功能添加的比較多的程序。他是運行在QSPI中的。這兩個程序必須先運行BootLoader否則QSPI中的程序是無法運行的。而由于BootLoader的職責是讓程序從 0x08000000跳轉到0x90000000運行所以，如果QSPI中沒有其他程序的話，Bootloader只會運行一次，表現(xiàn)的現(xiàn)象就是只打印一個LOGO。

       其實在RT-Thread中其實有BC26的驅動包，可以直接拿來用，不需要自己再對BC26進行初始化，但是我這里使用的是at_device驅動包，所以自己要寫一部分的代碼，進行初始化。創(chuàng)建郵箱和消息隊列則是為了兩者相互配合一起實現(xiàn)發(fā)送同步消息的功能。

       數(shù)據(jù)采集線程和數(shù)據(jù)發(fā)送線程之間使用消息隊列+郵箱的方式實現(xiàn)消息同步，在這里數(shù)據(jù)采集線程可以有多個，而數(shù)據(jù)發(fā)送線程我這設立了一個。發(fā)送線程會將接收到的信息都發(fā)送到云平臺中。

       數(shù)據(jù)接收則是利用at_device中的代碼實現(xiàn)的。利用內部的代碼還可實現(xiàn)云平臺發(fā)送消息控制板卡上的LED燈或者其他執(zhí)行器。

軟件模塊說明

• 消息隊列+郵箱的消息同步方式

       在使用消息隊列+郵箱的方式來進行線程間消息同步的話需要先創(chuàng)建一個結構體，一個動態(tài)郵箱，一個消息隊列。然后對結構體進行填充后利用消息隊列發(fā)送出去，具體請看以下代碼示例：

//創(chuàng)建結構體部分

struct msg  //消息隊列發(fā)送此結構體的地址來實現(xiàn)線程間的同步
{
    char  *str;
    int vol;
    float data1;
    int data2;
    struct rt_mailbox* ack;
};

//創(chuàng)建動態(tài)郵箱部分

rt_mailbox_t mail_box1 = RT_NULL;   //創(chuàng)建二氧化氮線程應答郵箱控制塊
rt_mailbox_t mail_box2 = RT_NULL;   //創(chuàng)建二氧化硫線程應答郵箱控制塊
rt_mailbox_t mail_box3 = RT_NULL;   //創(chuàng)建粉塵數(shù)據(jù)線程應答郵箱控制塊
rt_mailbox_t mail_box4 = RT_NULL;   //創(chuàng)建備用線程郵箱控制塊

/**************創(chuàng)建多個應答郵箱******************/
int move_mail_box_sample(void)
{
    mail_box1 = rt_mb_create("mail_box1", 1, RT_IPC_FLAG_FIFO);    //創(chuàng)建動態(tài)郵箱1
    mail_box2 = rt_mb_create("mail_box2", 4, RT_IPC_FLAG_FIFO);    //創(chuàng)建動態(tài)郵箱1
    mail_box3 = rt_mb_create("mail_box3", 4, RT_IPC_FLAG_FIFO);    //創(chuàng)建動態(tài)郵箱1
    mail_box4 = rt_mb_create("mail_box1", 4, RT_IPC_FLAG_FIFO);    //創(chuàng)建動態(tài)郵箱1
}

//填充發(fā)送

        struct msg msage;

        msage.str  = "NO2";
        msage.data1 = data1;
        msage.ack   = mail_box1;

        result = rt_mq_send(&mq,&msage, sizeof(struct msg));  //發(fā)送消息隊列
        if(result != RT_EOK)
        {
            rt_kprintf("消息發(fā)送失敗rn");
        }

//接收處理

LOG_I("準備接收各個數(shù)據(jù)rn");
        data_send = at_create_resp(128, 0, rt_tick_from_millisecond(5000)); //分配內存，并設定超時接收時間.準備接收消息隊列
        if (data_send == RT_NULL)
            LOG_E("響應結構沒有內存!");

        if(rt_mq_recv(&mq, &msage, sizeof(struct msg), RT_WAITING_FOREVER) == RT_EOK)        /**接收消息隊列**/
        {
            rt_kprintf("收到信息：%srn",msage.str);
            linshi = (int)msage.data1 *10;
            rt_kprintf("收到發(fā)送的消息%drn",linshi);

       抱歉，第一次寫，不知道重點在哪，先這樣吧。

演示效果

• 圖片

• 視頻

比賽感悟

         首先非常感謝舉辦方舉辦的這場比賽，這也是我第一次參加這樣的比賽，也正是此次比賽讓我認識到了和同齡人的差距，也讓我感受到了這么多的奇思妙想。很多參賽者的構思和實力令我嘆為觀止。我個人是沒有做過什么項目的，也沒進行過系統(tǒng)的學習，RT-thread對我來講也是一個接觸沒多久的新事物。我對其也只是會使用一些皮毛。從大一到現(xiàn)在也只是接觸一些PLC和電動機。對于ARM都是憑著一份愛好去做。一直以來沒有什么眼界和想法。通過這次比賽我發(fā)現(xiàn)，它的能力超出了我的想象。對我指明了一點前進的方向。并且在使用RT-Thread的過程中，我發(fā)現(xiàn)編程并不像以前那么復雜了。在使用RT-Thread的時候我可以不再考慮怎樣實現(xiàn)一個模塊的驅動，而是將重點放到了邏輯上，這對來講還是比較新奇的。最后其實是想對官方人員道個歉的，畢竟這款作品由于時間的原因，并沒有進行細改，而是一個趕出來的作品。沒有擺正心態(tài)，真的很抱歉。