支援移遠EC600S的SmartDtu平臺，基於QuecPython

DanielWise發表於2021-05-05

前言

本文的主要目的是說明青石SmartDtu到底做了哪些工作？我們在移遠硬體平臺EC600S上做了哪些支援？為什麼說這套平臺是硬體開發者的福音？我們的初衷是解放廣大硬體開發者的雙手，提供一套成熟的嵌入式軟硬體解決方案，讓開發者尤其是硬體開發者專注於硬體本身。

基礎支援指我們的軟體和平臺支援移遠EC600S的基礎功能，比如定時器、溫溼度、PWM、GPIO、UART和FOTA。

資源管理是指通過軟體平臺可以通過串列埠和MQTT指令來管理EC600S系統上的資源，實現遠端資料採集和遠端控制，目前支援有遠端開啟定時器採集溫溼度，遠端控制GPIO引腳的開啟和關閉等等。

平臺支援是藉助騰訊雲平臺作為中間平臺，將EC600S硬體和青石的平臺連通起來，既可以滿足大量資料的穩定性互動能力，又可以保障資料和通訊的安全性。

1 硬體平臺

我們的程式碼執行在移遠的EC600S平臺上，開發語言是QuecPython，這是移遠官方基於MicroPython擴充套件的開發語言，專門用於移遠平臺的嵌入式開發，在功能介面定義還是目錄結構形式都與MicroPython保持高度的一致。兩者同樣應用於嵌入式場景開發，輕Python開發語言使得開發者上手更快，開發門檻大大降低。
EC600S硬體平臺

2 開發環境

名稱	工具名稱	備註
visual stutio code	QuecPython開發	開發
QCOM	串列埠工具	串列埠除錯
QPYcom	燒錄工具和執行環境	開發除錯

3 程式碼架構

3.1 程式碼結構圖

程式碼組織結構圖

bluestone_commom.py
這個檔案是整個專案的公共檔案，主要有一些獲取網路狀態、設定網路狀態、檢查檔案是否存在和判斷路徑是否為URL等方法。
bluestone_config.py
這個檔案主要是用於處理系統正常執行過程中用到的引數，包括從檔案中讀取引數、向檔案中寫入引數和預設引數配置項等等。
bluestone_daemon.py
守護檔案，主要目的是保證嵌入式系統在執行過程中的健康，一旦發生異常中斷或者斷線無法恢復的情況就會嘗試重啟系統，目前還在開發中。
bluestone_fota.py
主要用來管理應用程式和韌體的升級，其中應用程式支援多個檔案路徑，韌體包升級僅支援單個檔案。
bluestone_gpio.py
主要用來管理系統中所有GPIO引腳的狀態，包括讀取和寫入。
bluestone_main.py
系統的入口檔案，負責啟動網路守護執行緒、初始化配置檔案、資料檔案、初始化系統服務、MQTT服務、串列埠服務、定時器服務和看門狗服務。
bluestone_mqtt.py
MQTT客戶端管理工具，負責啟動MQTT，監聽回撥並解析回撥指令和引數，根據解析出的回撥指令和引數執行相對應的命令。
bluestone_mqtt_tencent.py
Tencent MQTT客戶端管理工具，負責啟動MQTT，監聽回撥並解析回撥指令和引數，根據解析出的回撥指令和引數執行相對應的命令。
bluestone_pwm.py
PMW控制邏輯，負責開啟和關閉PMW埠，可以模擬實現呼吸燈。
bluestone_socket.py
用於初始化TCP/IP socket，連線客戶端並接收和傳送指令，未完待續。
bluestone_temperature.py
採集板載溫溼度感測器的數值。
bluestone_timer.py
管理定時器，按照一定引數啟動或停止定時器。
bluestone_uart.py
管理串列埠，按照傳入的引數啟動串列埠，讀取串列埠引數並解析命令，如果有滿足條件的命令就去執行，包括重啟系統等。
bluestone_config.json
預設配置檔案，檔案內有關於UART0~2的配置引數和Tencent MQTT的啟動引數，使用者可以按照自己的實際情況進行修改。

{
	"uart2": {
		"parity": 0,
		"baud_rate": 115200,
		"flow_control": 0,
		"stop_bits": 1,
		"data_bits": 8
	},
	"mqtt_tencent": {
		"product_id": "輸入你在騰訊雲上的產品編號",
		"pub_topic": "event",
		"product_secret": "輸入你在騰訊雲上的產品金鑰",
		"sub_topic": "control"
	},
	"uart1": {
		"parity": 0,
		"flow_control": 0,
		"baud_rate": 115200,
		"stop_bits": 1,
		"data_bits": 8
	},
	"uart0": {
		"baud_rate": 115200,
		"parity": 0,
		"flow_control": 0,
		"stop_bits": 1,
		"data_bits": 8
	}
}

4 定時器

傳入指令如下：

{
	"timer1": {
		"status": 1,
		"period": 5000,
		"mode": 1,
		"callback": "aht10"
	}
}

timer1: EC600S有四個定時器，分別是timer0,timer1,timer2,timer3，其中timer0被系統佔用，僅可以使用timer1~timer3；
status: 定時器任務的狀態；0表示關閉，1表示啟動；
period: 定時器執行週期，單位是毫秒；服務端支援的週期是5000~30000毫秒；
mode: 定時器執行模式，0表示僅執行一次，1表示週期執行；
callback: 定時器每迴圈一次要執行的函式名稱，目前僅支援"aht10"和"gpio"，分別表示採集溫溼度和讀取GPIO引腳狀態；多個回撥函式之間用逗號分隔。

注：定時器引數配置成功後系統會自動重啟。

5 溫溼度

溫溼度的採集是通過定時器執行的，按照如上配置，只要在callback中填寫"aht10"即可。

6 GPIO

控制指令如下：

{
	"gpio": {
		"gpio1": 1,
		"gpio2": 1,
		"gpio3": 0,
		"gpio4": 1,
		"gpio5": 1,
		"gpio6": 1,
		"gpio7": 1,
		"gpio8": 1,
		"gpio9": 0,
		"gpio10": 1,
		"gpio11": 0,
		"gpio12": 1,
		"gpio13": 1,
		"gpio14": 1
	}
}

gpio: 表示當前指令是用於控制GPIO的；
gpio1: 表示控制GPIO1號引腳，0表示低電平，1表示高電平，以此類推；

7 UART

{
	"uart1": {
		"baud_rate": 115200,
		"data_bits": 8,
		"flow_control": 0,
		"parity": 0,
		"stop_bits": 1
	}
}

uart1: 表示當前串列埠編號，支援uart0,uart1,uart2;
baud_rate: 串列埠波特率；
data_bits: 串列埠資料位；
flow_control: 流量控制；
parity: 校驗位；
stop_bits: 停止位；

注：串列埠引數配置成功後系統會自動重啟。

8 FOTA

{
	"fota": {
		"mode": 0,
		"url": "http://app.com/download"
	}
}

fota: 表示升級配置引數;
mode: 0表示升級應用程式，在這種模式下url可以支援多個，不同url之間以逗號分隔；1表示升級韌體包，在這種模式下僅支援一個url地址；
url: 應用程式或韌體包的地址，不支援https；

注：升級成功後系統會自動重啟。

9 系統使用

下面將從新建產品到裝置資料等8個環節來演示系統使用方法。
青石SmartDtu平臺，登入賬號：dtu, 登陸密碼：d123qwe

9.1 新建產品

1.點選左側選單欄進入產品列表頁

進入產品列表

2.點選新建開啟新建產品視窗,填寫產品資訊

點選新建
填寫產品資訊

3.產品建立成功

新建成功

9.2 裝置硬體配置

9.2.1 驅動安裝

進入移遠官方下載頁面，下載 USB驅動 ，如下圖：

移遠USB驅動下載頁面

注意作業系統，目前來看是沒有找到 Mac 和 Linux 下的驅動，暫不知道是沒有提供還是根本不需要。

雙擊安裝即可。

驗證是否安裝成功

將電腦與開發板連線，會發現電源狀態燈亮起（為紅色），之後長按開機按鈕，大約 5秒 後鬆手，稍等 5秒 左右，發現NET狀態燈開始閃爍（移遠COM埠驅動，間隔大約2秒），進入電腦的 裝置管理器 ，檢視 埠(COM 和 LPT) 項，發現如下圖所示裝置即表示安裝成功！

移遠COM埠驅動

溫馨提示： 在官方文件中，這裡寫的比較簡陋，只說了將開發板與電腦連線後就能看到裝置，實際發現如果不開機，是看不到裝置的！還有，官方文件中的配圖顯示有三個裝置，實際發現只有兩個，並沒有配圖中提到的指令互動串列埠，產生這個現象的原因是裝置在出廠的時候燒錄的韌體不是 Python 韌體，在燒錄完 Python 韌體後就能看到