場(chǎng)景說(shuō)明

微型氣象是不可預(yù)測(cè)的，基本上不能通過(guò)人工手段來(lái)分析其變化，因此必須運(yùn)用新技術(shù)，對(duì)氣象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便采取相應(yīng)的措施來(lái)避免或解決事故的發(fā)生。而常規(guī)氣象環(huán)境數(shù)據(jù)采集容易造成數(shù)據(jù)損失、人力成本高、數(shù)據(jù)安全性差、可追蹤性差等問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)將設(shè)備采集的數(shù)據(jù)上報(bào)到華為云IoT平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，您可通過(guò)華為云IoT平臺(tái)實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)溫度、濕度、光照、風(fēng)速等環(huán)境數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)、分析等處理，同時(shí)也能通過(guò)IoT平臺(tái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。本文以金鴿的R40設(shè)備為例進(jìn)行演示。

整體流程

整體流程如圖所示：

圖1整體流程圖

前提條件

硬件要求：三個(gè)輸出為12V 1000mA的電源。

設(shè)備簡(jiǎn)介

R40（如圖2）負(fù)責(zé)將傳感器的數(shù)據(jù)收集上來(lái)，上報(bào)到華為云IoT平臺(tái)，同時(shí)負(fù)責(zé)將華為云IoT平臺(tái)下發(fā)的控制信息下發(fā)給傳感器。其中演示的傳感器設(shè)備有如下三種：

1. 風(fēng)速變送器（如圖3）將采集到的風(fēng)速通過(guò)電流信號(hào)輸出給R40；

2. 氣象多要素百葉箱（如圖4）將采集到的噪聲、光照、溫濕度信息通過(guò)RS485口（Modbus協(xié)議）輸出給R40。

3. 報(bào)警器（如圖5）通過(guò)R40的DO口接收從華為云IoT下發(fā)給的控制信息。

圖2R40介紹

圖3風(fēng)速變送器

圖4氣象多要素百葉箱

圖5警報(bào)器

硬件連接

將風(fēng)速變送器的棕色線和黑色線分別接到外部電源的正級(jí)和負(fù)極，將藍(lán)色線和綠色線分別接入到R40的AIN1口和AGND口（見(jiàn)下圖）。

圖6風(fēng)速變送器連接R40

將氣象多要素百葉箱的棕色線和黑色線分別接到電源的正極和負(fù)極，將黃色線和藍(lán)色線分別接入到R40的485A口和485B口（見(jiàn)下圖）。

圖7氣象多要素百葉箱連接R40

將報(bào)警器的紅色線和黑色線分別接到電源正極和R40的DO2口，將電源的負(fù)極接入到R40的DO1口（見(jiàn)下圖）。

圖8報(bào)警器連接R40

控制臺(tái)操作概覽

在真實(shí)設(shè)備連接之前，需要在設(shè)備接入服務(wù)控制臺(tái)創(chuàng)建產(chǎn)品、定義產(chǎn)品模型和注冊(cè)設(shè)備。

創(chuàng)建產(chǎn)品：在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上規(guī)定好某一款產(chǎn)品的協(xié)議類型、數(shù)據(jù)格式、廠商名稱、設(shè)備類型。此處我們需要按照R40的特征，在控制臺(tái)創(chuàng)建R40的產(chǎn)品。

定義產(chǎn)品模型：產(chǎn)品模型是用來(lái)描述設(shè)備能力的文件，通過(guò)JSON的格式定義了設(shè)備的基本屬性、上報(bào)數(shù)據(jù)和下發(fā)命令的消息格式。定義產(chǎn)品模型，即在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)構(gòu)建一款設(shè)備的抽象模型，使平臺(tái)理解該款設(shè)備支持的屬性信息，例如風(fēng)速、光照強(qiáng)度、溫濕度、噪聲等。

注冊(cè)設(shè)備：將R40設(shè)備注冊(cè)到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

創(chuàng)建產(chǎn)品

某一類具有相同能力或特征的設(shè)備的集合稱為一款產(chǎn)品。除了設(shè)備實(shí)體，產(chǎn)品還包含該類設(shè)備在物聯(lián)網(wǎng)能力建設(shè)中產(chǎn)生的產(chǎn)品信息、產(chǎn)品模型（Profile）等資源。下面，我們按照R40的基本特征，在控制臺(tái)上創(chuàng)建R40產(chǎn)品。

訪問(wèn)設(shè)備接入服務(wù)，單擊“立即使用”進(jìn)入設(shè)備接入控制臺(tái)。

選擇左側(cè)導(dǎo)航欄的“產(chǎn)品”，然后單擊右上角的創(chuàng)建產(chǎn)品，創(chuàng)建一個(gè)基于MQTT協(xié)議的產(chǎn)品，參考下表填寫參數(shù)后，單擊“確定”，完成產(chǎn)品的創(chuàng)建。

產(chǎn)品創(chuàng)建成功后，單擊“查看詳情”按鈕進(jìn)入產(chǎn)品界面，進(jìn)行后面操作。

上傳產(chǎn)品模型

產(chǎn)品模型是用來(lái)描述設(shè)備能力的文件，通過(guò)JSON的格式定義了設(shè)備的基本屬性、上報(bào)數(shù)據(jù)和下發(fā)命令的消息格式。定義產(chǎn)品模型，即在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)構(gòu)建一款設(shè)備的抽象模型，使平臺(tái)理解該款設(shè)備的功能。我們已提供開(kāi)發(fā)好的產(chǎn)品模型，幫助您快速體驗(yàn)上云流程，如果您想體驗(yàn)產(chǎn)品模型的開(kāi)發(fā)流程，可參考開(kāi)發(fā)產(chǎn)品模型。

操作步驟：

在產(chǎn)品詳情“模型定義”頁(yè)面，單擊“上傳模型文件”。

在彈出的頁(yè)面中，上傳提供的產(chǎn)品模型（本示例的產(chǎn)品模型），然后單擊“確認(rèn)”。

圖9添加文件

注冊(cè)設(shè)備

在管理控制臺(tái)頁(yè)面，選擇左側(cè)導(dǎo)航欄“設(shè)備 > 所有設(shè)備”，單擊頁(yè)面右上角的“注冊(cè)設(shè)備”。

根據(jù)頁(yè)面提示信息填寫參數(shù)，然后單擊“確定”。

成功注冊(cè)設(shè)備后，平臺(tái)會(huì)自動(dòng)生成設(shè)備ID和密鑰，請(qǐng)妥善保管好設(shè)備ID（deviceId）和密鑰（deviceSecret），用于設(shè)備接入。

R40配置

在R40上需要對(duì)傳感器的參數(shù)進(jìn)行配置：

風(fēng)速變速器相關(guān)配置：

R40上電后，在自己的電腦上連接King開(kāi)頭的wifi，連上后在瀏覽器中輸入地址192.168.3.1進(jìn)入R40的配置界面。

輸入用戶名（默認(rèn)為admin）和密碼（默認(rèn)無(wú)密碼）后，點(diǎn)擊“登錄”按鈕。

點(diǎn)擊上方菜單欄“RTU I/O”，選中“模擬量接入”，進(jìn)入模擬輸入配置界面。

在AIN1輸入一行（因?yàn)轱L(fēng)速變速器選擇的是該口）中，選擇“電流4~20mA”（風(fēng)速變送器的輸出為該值）。并且按照傳感器推薦的將最小值設(shè)置為0，最大值設(shè)置為30，單位設(shè)置為m/s。

設(shè)置完畢后，點(diǎn)擊“保存并應(yīng)用”。

通過(guò)旋轉(zhuǎn)風(fēng)速變送器的扇葉，然后刷新一下當(dāng)前的配置頁(yè)，可以看到“當(dāng)前值”那一欄中有數(shù)據(jù)，說(shuō)明已經(jīng)能采集到傳感器的數(shù)據(jù)。

氣象多要素百葉箱相關(guān)配置：

R40上電后，在自己的電腦上連接King開(kāi)頭的wifi，連上后在瀏覽器中輸入地址192.168.3.1進(jìn)入R40的配置界面。

輸入用戶名（默認(rèn)為admin）和密碼（默認(rèn)無(wú)密碼）后，點(diǎn)擊“登錄”按鈕。

點(diǎn)擊上方菜單欄“應(yīng)用”，選擇“Modbus”主站，進(jìn)入Modbus主站配置頁(yè)面。

在下方的框中填寫“noise”，單擊“添加”按鈕。添加完成后，點(diǎn)擊“編輯”按鈕（“刪除”按鈕旁的那一個(gè)），進(jìn)入傳感器的配置界面。

在配置界面，將別名設(shè)置為“噪聲監(jiān)測(cè)”，從機(jī)地址設(shè)置為“2”，寄存器類型設(shè)置為“16位數(shù)據(jù)”，功能碼設(shè)置為“03”，寄存器起始地址設(shè)置為“0”，數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)設(shè)置為“1”，映射地址分配設(shè)置為“手動(dòng)”，映射起始地址設(shè)置為“20004”，從機(jī)接口設(shè)置為“RS485”。

設(shè)置完畢后，點(diǎn)擊“保存”。然后點(diǎn)擊左下角的“返回至概況”。然后點(diǎn)擊“保存并應(yīng)用”

點(diǎn)擊“noise”這一行的“查詢”按鈕，可以看到“數(shù)據(jù)值”，如果周圍噪聲發(fā)生改變，可以通過(guò)刷新按鈕來(lái)查看值的變化。

說(shuō)明

從機(jī)地址、寄存器類型、功能碼以及寄存器起始地址可以從氣象多要素百葉箱的配置文件中獲取到。

映射地址為R40的寄存器地址，建議改為手動(dòng)，同時(shí)設(shè)置映射地址。因?yàn)樵摰刂犯锬Ｐ椭械膶傩允菍?duì)應(yīng)的，屬性名稱需要設(shè)置成“REG”+ 映射起始地址。這里設(shè)置20004是因?yàn)槲锬Ｐ椭幸呀?jīng)設(shè)置了REG20004的屬性名。

從噪聲查看頁(yè)點(diǎn)擊“返回至概況”，在Modbus設(shè)置界面下方的空白框處填寫“l(fā)ightIntensity”，點(diǎn)擊“添加”按鈕。添加完成后，點(diǎn)擊“編輯”按鈕（“刪除”按鈕旁的那一個(gè)），進(jìn)入傳感器的配置界面。

在配置界面，將別名設(shè)置為“光照強(qiáng)度”，從機(jī)地址設(shè)置為“5”，寄存器類型設(shè)置為“32位數(shù)據(jù)”，功能碼設(shè)置為“03”，寄存器起始地址設(shè)置為“0”，數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)設(shè)置為“1”，映射地址分配設(shè)置為“手動(dòng)”，映射起始地址設(shè)置為“20130”，從機(jī)接口設(shè)置為“RS485”。

設(shè)置完畢后，點(diǎn)擊“保存”。然后點(diǎn)擊左下角的“返回至概況”。然后點(diǎn)擊“保存并應(yīng)用”

點(diǎn)擊“l(fā)ightIntensity”這一行的“查詢”按鈕，可以看到“數(shù)據(jù)值”，如果周圍光照強(qiáng)度發(fā)生改變，可以通過(guò)刷新按鈕來(lái)查看值的變化。

說(shuō)明

從機(jī)地址、寄存器類型、功能碼以及寄存器起始地址可以從氣象多要素百葉箱的配置文件中獲取到。

映射地址為R40的寄存器地址，建議改為手動(dòng)，同時(shí)設(shè)置映射地址。因?yàn)樵摰刂犯锬Ｐ椭械膶傩允菍?duì)應(yīng)的，屬性名稱需要設(shè)置成“REG”+ 映射起始地址。這里設(shè)置20130是因?yàn)槲锬Ｐ椭幸呀?jīng)設(shè)置了REG20130的屬性名。

從光照強(qiáng)度查看頁(yè)點(diǎn)擊“返回至概況”，在Modbus設(shè)置界面下方的空白框處填寫“shidu”，點(diǎn)擊“添加”按鈕。添加完成后，點(diǎn)擊“編輯”按鈕（“刪除”按鈕旁的那一個(gè)），進(jìn)入傳感器的配置界面。

在配置界面，將別名設(shè)置為“濕度”，從機(jī)地址設(shè)置為“1”，寄存器類型設(shè)置為“16位數(shù)據(jù)”，功能碼設(shè)置為“03”，寄存器起始地址設(shè)置為“500”，數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)設(shè)置為“1”，映射地址分配設(shè)置為“手動(dòng)”，映射起始地址設(shè)置為“20015”，從機(jī)接口設(shè)置為“RS485”。

設(shè)置完畢后，點(diǎn)擊“保存”。然后點(diǎn)擊左下角的“返回至概況”。然后點(diǎn)擊“保存并應(yīng)用”

點(diǎn)擊“shidu”這一行的“查詢”按鈕，可以看到“數(shù)據(jù)值”，如果周圍光照強(qiáng)度發(fā)生改變，可以通過(guò)刷新按鈕來(lái)查看值的變化。

說(shuō)明

從機(jī)地址、寄存器類型、功能碼以及寄存器起始地址可以從氣象多要素百葉箱的配置文件中獲取到。

映射地址為R40的寄存器地址，建議改為手動(dòng)，同時(shí)設(shè)置映射地址。因?yàn)樵摰刂犯锬Ｐ椭械膶傩允菍?duì)應(yīng)的，屬性名稱需要設(shè)置成“REG”+ 映射起始地址。這里設(shè)置20115是因?yàn)槲锬Ｐ椭幸呀?jīng)設(shè)置了REG20115的屬性名。

從濕度強(qiáng)度查看頁(yè)點(diǎn)擊“返回至概況”，在Modbus設(shè)置界面下方的空白框處填寫“wendu”，點(diǎn)擊“添加”按鈕。添加完成后，點(diǎn)擊“編輯”按鈕（“刪除”按鈕旁的那一個(gè)），進(jìn)入傳感器的配置界面。

在配置界面，將別名設(shè)置為“溫度”，從機(jī)地址設(shè)置為“1”，寄存器類型設(shè)置為“16位數(shù)據(jù)”，功能碼設(shè)置為“03”，寄存器起始地址設(shè)置為“501”，數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)設(shè)置為“1”，映射地址分配設(shè)置為“手動(dòng)”，映射起始地址設(shè)置為“20003”，從機(jī)接口設(shè)置為“RS485”。

設(shè)置完畢后，點(diǎn)擊“保存”。然后點(diǎn)擊左下角的“返回至概況”。然后點(diǎn)擊“保存并應(yīng)用”

點(diǎn)擊“shidu”這一行的“查詢”按鈕，可以看到“數(shù)據(jù)值”，如果周圍光照強(qiáng)度發(fā)生改變，可以通過(guò)刷新按鈕來(lái)查看值的變化。

說(shuō)明

從機(jī)地址、寄存器類型、功能碼以及寄存器起始地址可以從氣象多要素百葉箱的配置文件中獲取到。

映射地址為R40的寄存器地址，建議改為手動(dòng)，同時(shí)設(shè)置映射地址。因?yàn)樵摰刂犯锬Ｐ椭械膶傩允菍?duì)應(yīng)的，屬性名稱需要設(shè)置成“REG”+ 映射起始地址。這里設(shè)置20003是因?yàn)槲锬Ｐ椭幸呀?jīng)設(shè)置了REG20003的屬性名。

R40上報(bào)到平臺(tái)的配置：

在上方的菜單欄中選擇“云平臺(tái)”，選擇“華為云”?！罢J(rèn)證方式”選擇“設(shè)備密鑰”，設(shè)備ID和密鑰在iot平臺(tái)注冊(cè)所得，服務(wù)ID填寫“basicData”，發(fā)布周期填寫60。

配置完后，點(diǎn)擊“保存并應(yīng)用”。設(shè)置完畢后，R40會(huì)自動(dòng)連上華為云iot平臺(tái)，并且每隔60s報(bào)一次數(shù)據(jù)。

設(shè)備上線及數(shù)據(jù)上報(bào)

在華為云IoT平臺(tái)的“設(shè)備”>“所有設(shè)備”一欄里，可以看到注冊(cè)的設(shè)備已經(jīng)上線了。

在上述頁(yè)面點(diǎn)擊該設(shè)備右側(cè)的“查看”按鈕，可以看到上報(bào)的數(shù)據(jù)。

屬性配置下發(fā)

單擊上圖的“設(shè)備影子”>“屬性配置”>設(shè)置DO1為1，然后點(diǎn)擊“確定”按鈕，即可聽(tīng)到報(bào)警器發(fā)出報(bào)警聲，代表屬性設(shè)置成功。

說(shuō)明

其中的服務(wù)名稱basicData是在產(chǎn)品模型中自定義的，可以修改為自定義的內(nèi)容，同時(shí)上報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)也需要同步修改。

審核編輯 黃宇