支持移远EC600S的SmartDtu平台，基于QuecPython

前言

本文的主要目的是说明青石SmartDtu到底做了哪些工作？我们在移远硬件平台EC600S上做了哪些支持？为什么说这套平台是硬件开发者的福音？我们的初衷是解放广大硬件开发者的双手，提供一套成熟的嵌入式软硬件解决方案，让开发者尤其是硬件开发者专注于硬件本身。

基础支持指我们的软件和平台支持移远EC600S的基础功能，比如定时器、温湿度、PWM、GPIO、UART和FOTA。

资源管理是指通过软件平台可以通过串口和MQTT指令来管理EC600S系统上的资源，实现远程数据采集和远程控制，目前支持有远程开启定时器采集温湿度，远程控制GPIO引脚的开启和关闭等等。

平台支持是借助腾讯云平台作为中间平台，将EC600S硬件和青石的平台连通起来，既可以满足大量数据的稳定性交互能力，又可以保障数据和通信的安全性。

• 硬件平台
• 开发环境
• 代码架构
• 定时器
• 温湿度
• GPIO
• UART
• FOTA
• 使用流程
• 版权信息

1 硬件平台

我们的代码运行在移远的EC600S平台上，开发语言是QuecPython，这是移远官方基于MicroPython扩展的开发语言，专门用于移远平台的嵌入式开发，在功能接口定义还是目录结构形式都与MicroPython保持高度的一致。两者同样应用于嵌入式场景开发，轻Python开发语言使得开发者上手更快，开发门槛大大降低。

2 开发环境

名称	工具名称	备注
visual stutio code	QuecPython开发	开发
QCOM	串口工具	串口调试
QPYcom	烧录工具和执行环境	开发调试

3 代码架构

3.1 代码结构图

1. bluestone_commom.py
   
   这个文件是整个项目的公共文件，主要有一些获取网络状态、设置网络状态、检查文件是否存在和判断路径是否为URL等方法。

2. bluestone_config.py
   
   这个文件主要是用于处理系统正常运行过程中用到的参数，包括从文件中读取参数、向文件中写入参数和默认参数配置项等等。

3. bluestone_daemon.py
   
   守护文件，主要目的是保证嵌入式系统在运行过程中的健康，一旦发生异常中断或者断线无法恢复的情况就会尝试重启系统，目前还在开发中。

4. bluestone_fota.py
   
   主要用来管理应用程序和固件的升级，其中应用程序支持多个文件路径，固件包升级仅支持单个文件。

5. bluestone_gpio.py
   
   主要用来管理系统中所有GPIO引脚的状态，包括读取和写入。

6. bluestone_main.py
   
   系统的入口文件，负责启动网络守护线程、初始化配置文件、数据文件、初始化系统服务、MQTT服务、串口服务、定时器服务和看门狗服务。

7. bluestone_mqtt.py
   
   MQTT客户端管理工具，负责启动MQTT，监听回调并解析回调指令和参数，根据解析出的回调指令和参数执行相对应的命令。

8. bluestone_mqtt_tencent.py
   
   Tencent MQTT客户端管理工具，负责启动MQTT，监听回调并解析回调指令和参数，根据解析出的回调指令和参数执行相对应的命令。

9. bluestone_pwm.py
   
   PMW控制逻辑，负责打开和关闭PMW端口，可以模拟实现呼吸灯。

10. bluestone_socket.py
    
    用于初始化TCP/IP socket，连接客户端并接收和发送指令，未完待续。

11. bluestone_temperature.py
    
    采集板载温湿度传感器的数值。

12. bluestone_timer.py
    
    管理定时器，按照一定参数启动或停止定时器。

13. bluestone_uart.py
    
    管理串口，按照传入的参数启动串口，读取串口参数并解析命令，如果有满足条件的命令就去执行，包括重启系统等。

14. bluestone_config.json
    
    默认配置文件，文件内有关于UART0~2的配置参数和Tencent MQTT的启动参数，用户可以按照自己的实际情况进行修改。

{
	"uart2": {
		"parity": 0,
		"baud_rate": 115200,
		"flow_control": 0,
		"stop_bits": 1,
		"data_bits": 8
	},
	"mqtt_tencent": {
		"product_id": "输入你在腾讯云上的产品编号",
		"pub_topic": "event",
		"product_secret": "输入你在腾讯云上的产品密钥",
		"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 定时器

传入指令如下：

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

• timer1: EC600S有四个定时器，分别是timer0,timer1,timer2,timer3，其中timer0被系统占用，仅可以使用timer1~timer3；
• status: 定时器任务的状态；0表示关闭，1表示启动；
• period: 定时器运行周期，单位是毫秒；服务端支持的周期是5000~30000毫秒；
• mode: 定时器运行模式，0表示仅运行一次，1表示周期运行；
• callback: 定时器每循环一次要执行的函数名称，目前仅支持"aht10"和"gpio"，分别表示采集温湿度和读取GPIO引脚状态；多个回调函数之间用逗号分隔。

注：定时器参数配置成功后系统会自动重启。

5 温湿度

温湿度的采集是通过定时器执行的，按照如上配置，只要在callback中填写"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: 表示当前指令是用于控制GPIO的；
• gpio1: 表示控制GPIO1号引脚，0表示低电平，1表示高电平，以此类推；

7 UART

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

• uart1: 表示当前串口编号，支持uart0,uart1,uart2;
• baud_rate: 串口波特率；
• data_bits: 串口数据位；
• flow_control: 流量控制；
• parity: 校验位；
• stop_bits: 停止位；

注：串口参数配置成功后系统会自动重启。

8 FOTA

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

• fota: 表示升级配置参数;
• mode: 0表示升级应用程序，在这种模式下url可以支持多个，不同url之间以逗号分隔；1表示升级固件包，在这种模式下仅支持一个url地址；
• url: 应用程序或固件包的地址，不支持https；

注：升级成功后系统会自动重启。

9 系统使用

下面将从新建产品到设备数据等8个环节来演示系统使用方法。

青石SmartDtu平台，登录账号：dtu, 登陆密码：d123qwe

9.1 新建产品

1.点击左侧菜单栏进入产品列表页

2.点击新建打开新建产品窗口,填写产品信息

3.产品创建成功

9.2 设备硬件配置

9.2.1 驱动安装

进入移远官方下载页面，下载 USB驱动 ，如下图：

注意操作系统，目前来看是没有找到 Mac 和 Linux 下的驱动，暂不知道是没有提供还是根本不需要。

双击安装即可。

• 验证是否安装成功

将电脑与开发板连接，会发现电源状态灯亮起（为红色），之后长按开机按钮，大约 5秒 后松手，稍等 5秒 左右，发现NET状态灯开始闪烁（移远COM端口驱动，间隔大约2秒），进入电脑的 设备管理器 ，查看 端口(COM 和 LPT) 项，发现如下图所示设备即表示安装成功！

温馨提示： 在官方文档中，这里写的比较简陋，只说了将开发板与电脑连接后就能看到设备，实际发现如果不开机，是看不到设备的！还有，官方文档中的配图显示有三个设备，实际发现只有两个，并没有配图中提到的指令交互串口，产生这个现象的原因是设备在出厂的时候烧录的固件不是 Python 固件，在烧录完 Python 固件后就能看到

9.2.2 QPYcom图形化工具安装

进入移远官方下载页面，下载 QPYcom 图形化工具 ，如下图：



这个下载完成后是一个压缩包，解压后双击 QPYcom.exe 可执行文件即可。

温馨提示：这个软件运行完成后会在相同路径下生成一些其他文件，如： Config.ini 等，建议将其按照习惯整理到一个空文件夹下。

QPYcom 软件运行结果如下所示：

9.2.3 设备配置

选择串口为图中串口

打开下载页，点击创建按钮新建项目

进入移远官方下载页面，下载 固件包 ，

下载后解压为QPY_V0004_EC600S_FW.zip文件，选择固件

点击下载固件，将固件包下载至开发板

进入控制程序下载页面，下载 控制程序 ，解压，

将bluestone_config.json文件中的product_id和product_secret替换为新建产品的产品id与密钥（从产品列表页获取）

导入图中所选代码文件

点击下载脚本，将控制程序下载至开发板

点击文件，关闭串口后重新打开，如图所示启动设备

9.3 新建设备

本系统采用动态注册逻辑，配置好设备参数之后，只要设备上线，即可注册至系统，无需手动创建或导入设备

9.4 设备管理

点击左侧菜单栏中设备列表,进入设备列表页面后点击设备行内管理按钮即可管理设备

9.4.1 编辑设备

如图，点击编辑按钮即可编辑设备，目前仅支持修改设备备注

9.4.2 删除设备

点击删除按钮，即可删除设备

注：由于使用动态注册，若删除后设备仍然存在，收到设备信号后设备将会重新注册，所以删除设备前请确保设备已物理删除

9.4.3 状态重置

点击状态重置按钮，可将设备状态重置为未激活状态

9.4.4 设备禁用

点击设备启用禁用的滑块开关，可更改设备的启用状态，设备禁用后，将不再收取该设备的消息

9.5 设备温湿度管理

点击左侧菜单栏中设备列表,进入设备列表页面后点击设备行内温湿度按钮即可进行设备温湿度管理

注：设备状态为离线或未激活时无法进行温湿度管理

9.5.1 查看设备温湿度数据

9.5.2 查看温湿度变化趋势

点击左上数据图表按钮，可切换至图表显示，查看设备温湿度变化趋势

9.5.3 温湿度采集配置

更改采集相关参数后同步设置，可调整设备是否上报或设备上报周期（最小60s,最大15min）

9.6 设备GPIO管理

点击左侧菜单栏中设备列表,进入设备列表页面后点击设备行内GPIO按钮即可进行设备GPIO管理

注：设备状态为离线或未激活时无法进行GPIO管理

点击单个GPIO滑块开关或者点击一键开启、一键关闭按钮，即可更改设备GPIO状态

9.7 设备UART管理

点击左侧菜单栏中设备列表,进入设备列表页面后点击设备行内UART按钮即可进行设备UART管理

注：设备状态为离线或未激活时无法进行UART管理

注：使用UART功能需要UART与TTL转USB模块连接，详细内容参照 官方文档

9.7.1 设备UART数据

9.7.2 设备UART串口配置

如图所示，进入UART参数设置

选择串口更改参数保存后，可实现设备UART串口配置的修改

9.7.3 设备UART下发自定义json数据

进入移远官方下载页面，下载 QCOM 串口调试工具 ，如下图：

解压后双击 QCOM_V1.6.exe 可执行文件即可，下图为初始页面：

接下来按照官方文档测试一下

在 设备管理器 --> 端口(COM 和 LPT) 中找到 Quectel USB AT Port 的端口值，并在 QCOM 中选择端口，打开，发送发送测试指令： AT+GMR，注意先不要修改其他配置。如下所示：

温馨提示：如果打开的时候打开失败，按一下复位按钮，带复位后再尝试连接。拿到全新开发板后未做其他修改，实测连不上，需要复位。

测试结果

如上所示，能够返回固件版本号即表示测试成功！

接下来通过UART下发自定义json数据在 设备管理器 --> 端口(COM 和 LPT) 中找到 USB-SERIAL CH340 的端口值，并在 QCOM 中选择端口打开，

回到UART参数设置页面，输入随机json数据，点击发送，

自定义数据下发成功

9.8 设备数据

9.8.1 设备历史数据

点击左侧菜单栏中设备数据，可查看设备所有历史消息数据

9.8.2 首页统计

数量概况

数量变化趋势

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