小芯开发记录

目前为止项目采用的技术和设备

下位机:


硬件:树莓派3b 、 若干模块

软件:Linux、python3、flask、mysql、nginx、uwsgi、supervisorctl、若干python模块

服务器:


硬件:阿里云ecs centos7.4 64位

软件:nginx、php、mysql、redis

app:


硬件:各种安卓或IOS机(二者兼容)

软件:vue2 + vuex + fetch  + vue-router + webpack + element ui 

0.0.1

2016年2月-2016年4月

硬件初始确定为stm32,学习使用了一个多月之后,因为自己以前没有硬件方面的积累,只有web方面的积累,很多东西都要重新写,学习曲线非常高,故放弃使用stm32。

0.0.2

2016年4月-2016年5月

经过一段时间的学习,决定采取arduino开发板来做,以前学习过C,所以用起来并不复杂,一切也都是按照流程来走,在arduino开发板上运行起程序来也没什么问题,到把数据上传到服务器上问题就来了,比较复杂,最关键的问题在于多线程的问题,只能用中断来完成,而且我还想把所有模块的代码封装起来,然后修改参数就能运行这就更不现实了,也放弃了arduino

0.0.3

2016年6月-2016年9月

决定用树莓派来做为硬件,因为是运行的liunx系统,在这上面感觉什么都回来了,直接配置一个http服务器,然后用python的requests模块来请求,实现数据上传。

用了树莓派才有如鱼得水的感觉,我只需要写好程序,硬件方面通过python的模块来控制,虽然与arduino相比不是实时的,但是绝对能实现。

1.0.0

2016年10月-2017年9月

因为现在的网络都不带有独立ip,采取以服务器在中间中转的方式,同时也保证其安全性。

大致流程如下,用户app上登陆,操控设备,服务器通过下位机的接口来写入数据库,下位机上的程序读取数据库数值,改变设备状态。

所有的接口均采用restful方式,通信之间的安全,采取redis记录token方式。可查看以下的链接。

系统token](https://www.jianshu.com/p/8c98bc558293))

下位机:

实现方式采用python+mysql+php实现,一些特殊的硬件,比如pwm输出这些采用多线程,因为要保持输出。还有一个进程是专门用于上传数据的。

mysql主要用以保存数据,每一个设备对应一条数据。(参照于以前在工厂上班用的力控科技ForceControl,不过他们是采用的是实时数据库,虽然用的不是实时数据库,原理是一样的。)

php主要负责一些接口,通过接口来控制数据库,达到控制设备的目的。

python循环读取数据库,通过数据库来控制硬件的状态。

服务端:

也是采取nginx+php+mysql,主要是app登陆这些的。起到中转作用。

相当于A想去C家,但不知道C家在那,但B知道,B家是永远固定的,就先去B家,在转到C家。

php也是用来写接口,也是采用的接口形式的,通信安全方面也是采用token方式。

redis主要是用以存储token,因为安全方面的原因,token是以1800s过期。如果一直在交互,超过900s全更新token。

有二个主要接口,一个是针对app的,一个是针对下位机的。

全部采取Rest API方式来做,后期相对来说后扩展。

1.0.1

2017年9月-2017年12月

此版本几乎把所有模块进行了重写,把下位机的php换成了python,因为php的致命弱点是不能返回设备的状态,就是不知道有没有操控成功,只是通过数据库在执行,但不知道有没有成功。换成python之后,先是用户通过服务器,服务器找到连接到下位机,下位机执行设备之后,并返回状态,然后在是服务器修改数据,在返回状态,这样保证了用户能看到设备的具体状态,虽然通过php形式一直循环也能完成,但有些触发式设备没有必要,比如开关这些,用户不操作,是不可能有状态的,有些用户因为是用的流量卡,这样可以减少流量。

由于先期服务端的数据库规划的一些问题,改变了服务端的一些数据库结构,使得一个用户可以对应多台设备,一个帐号可以绑定多台手机登陆,一台设备可对应多个场景。以便于用户更直观的控制。每个设备模块规范化,通过数据库规范数据输入限制,如果要添加设备只需要插好设备,然后数据库添加设备就完成。

相当于把服务器平台化了,与现在的一些硬件云平台差不多,只是为了后期做数据分析,还是得自己建立服务器,这样能保证稳定性。

在下位机上也把每个设备模块规范化,模块的输入输出写入专门的excel表,后期好对照参数。每次启动的时候会与服务器通信,更新设备列表,如果服务端上没有添加,设备上是不会执行的。

现在已经把前期的单一模式变为平台化,后期只需要添加数据库数据就行了。

现在下位机变为如下配置

python+flask+mysql

目前为止已经支持如下设备

继电器 (可控制大多数电器,如果是大功率,可操控接触器来工作)

温湿度

三相调压 (主要是用以烘干房的模块)

溶解氧

PH值

电导

氨氮

亚硝酸盐

余氯

二氧化碳

光照度

土壤温湿度

水位深度

1.0.2

2017年12月-2017年2月

有用户反映用了一段时间之后就操作不了设备了,远程查看了日志之后,发现有时间uwsgi无故停止进程了,加上了进程守护supervisorctl,然后专门加入了一个检测状态的ping接口,如果有返回200,就代表没问题,并且直接表现在app上,使用户用的更直观。

运行了一个多月没发现问题,只要进程不出现问题,网络正常,不会有问题,准备写个全局的报警系统,如果某个设备不在线了,就通知我这边。

未来待实现功能

设备定时执行功能

根据传感器得出的结果自动控制功能

添加其它若干模块

如果在断网的情况下,用 wifi模块做ap,在附近直接连上设备,app可直接控制设备。

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