智慧农业案例开发实验

目录

• 作者介绍
• 场景概述
• 实验准备
• 硬件连接
• 整体流程
• 创建项目
• 创建产品
• Profile 定义
• 编解码插件开发
• 设备开发
• • IoT Link 工程创建
  • IoT Link 程序编译及烧录
• 应用开发
• • 开发应用
  • 编辑应用
• 业务调试
• • 观察监控参数
  • 手动控制
  • 设置自动开关灯规则
• 往期回顾

作者介绍

刘懿宵，男，西安工程大学电子信息学院，2017级本科生。
专业：通信工程
电子邮件：yixiao_liu1999@163.com

场景概述

智慧农业是智慧经济的重要内容，是依托物联网、云计算以及 3S 技术等现代信息技术与农业生产相融合的产物，可以通过对农业生产环境的智能感知和数据分析，实现农业生产精准化管理和可视化诊断。
在该文档中，将基于华为一站式开发工具平台—开发中心，从设备、平台、应用 端到端构建一款智慧农业解决方案样例，如图 1- 1 所示，带您体验十分钟快速上云。

实验准备

• 开发板：小熊派开发板（含 NB 卡、NB35-A 通信扩展板、E53_IA1 案例扩展板等）
• IDE：在 VScode 上安装 IoT- Link
• 平台：华为云账号（需完成实名认证）

硬件连接

连接好 E53_IA1 案例扩展板和 NB35-A 通信扩展板，NB35-A 通信扩展板需要安装 SIM卡，并注意卡的缺口朝外插入。将串口选择开关拨到 MCU 模式，并用 USB 线将开发板与电脑连接，如图 3- 1 所示。

整体流程

智慧农业案例的开发整体流程如图 4- 1 所示。

创建项目

在进行开发之前，开发者需要基于行业属性，创建一个独立的资源空间。在资源空间
内，开发者可以开发相应的物联网产品和应用。
步骤 1 使用华为云账号，登录物联网应用构建器，如图 5- 1 所示。

步骤 2 选择右下角的“新建项目”，填写“创建项目”，单击“确定”，如图 5- 2 所示。
配置示例：

• 项目名称：BearPi-IoT
  
  步骤 3 创建完成后会生成自己建好的项目之后单击“进入开发”，如图 5-3 所示
  
  步骤 4 进入“IoT Studio”界面下单击“创建应用”填写参数后，单击“确认”
  如图 5-4 所示。配置示例：
• 应用名称：Agriculture
  

创建产品

某一类具有相同能力或特征的设备的集合称为一款产品。除了设备实体，产品还包含该类设备在物联网能力建设中产生的产品信息、产品模型（Profile）、插件、测试报告等资源。
步骤 1 使用华为云账号，登录设备接入，选择页面左侧的产品，单击右上角下拉框，选择新建产品所属的资源空间（@创建项目）。如图 6- 1 所示。

步骤 2 单击右上角的“创建产品”，创建一个基于 CoAP 协议的产品，填写参数后，单击“立即创建”，如图 6- 2 所示。

功能定义
选择模型	物联网平台提供了三种创建模型的方法，此处选择“自定义功能”
所属行业	智慧农业
设备类型	Agriculture
步骤 3 建完后可以发现“产品”里多了“Bearpi_Agriculture”如 6-3 所示，单击“详情”

Profile 定义

在“功能定义”页面下，单击“自定义功能”，配置产品的服务。如图 7- 1 所示。

Profile 设计思路
设备服务列表：

• 服务名称：Agriculture
  
  步骤 2 在“Agriculture”的下拉菜单下点击“添加属性”填写相关信息“Temperature”，“Humidity”，“luminance”分别如图 7- 3，图 7- 4，图 7- 5 所示，单击“确认”。
  
  
  
  步骤 3 在“Agriculture”的下拉菜单下点击“添加命令”填写相关信息，如图 7- 6 所示：
  
  步骤 4 在“新增命令”里点击“新增输入参数”填写相关信息如图 7- 7，再单击“确定”，同样在“新增命令”里点击“新增输出参数”填写相关信息如图 7- 8 所示，再单击“确认”，最后在“新增命令”里点“确认”。
  
  
  步骤 5 在“Agriculture”的下拉菜单下点击“添加命令”填写相关信息，如图 7- 9 所示：
  
  步骤 6 在“新增命令”里点击“新增输入参数”填写相关信息如图 7- 10，再单击“确定”，同样在“新增命令”里点击“新增输出参数”填写相关信息如图 7- 11 所示，再单击“确认”，最后在“新增命令”里点“确认”。
  
  

编解码插件开发

编解码插件设计思路
消息列表：

Agriculture：

码流序号	1	2	3	4
参数名	messageid	Temperature	Humidity	Luminance
数据类型	int8u	int8u	int8u	int16u
长度	1	1	1	2
默认值	00	/	/	/
偏移值	0-1	1-2	2-3	3-5
Agriculture_Control_Light 命令下发：
码流序号	1	2	3
--------	-----	-----	-----
参数名	messageid	mid	Light
数据类型	int8u	int16u	String
长度	1	2	3
默认值	01	/	/
偏移值	0-1	1-3	3-6
Agriculture_Control_Light 命令响应：
码流序号	1	2	3	4
--------	-----	-----	-----	-----
参数名	messageid	mid	errcode	Light_state
数据类型	int8u	int16u	int8u	Int8u
长度	1	2	1	1
默认值	02	/	/
偏移值	0-1	1-3	3-4	4-5
Agriculture_Control_Motor 命令下发：
码流序号	1	2	3
--------	-----	-----	-----
参数名	messageid	mid	Motor
数据类型	int8u	int16u	String
长度	1	2	3
默认值	03	/	/
偏移值	0-1	1-3	3-6
Agriculture_Control_Motor 命令响应：
码流序号	1	2	3	4
--------	-----	-----	-----	-----
参数名	messageid	mid	errcode	Motor_state
数据类型	int8u	int16u	int8u	int8u
长度	1	2	1	1
默认值	04	/	/	/
偏移值	0-1	1-3	3-4	4-5
步骤 1 在产品详情插件开发页面，选择“在线开发插件”，单击“在线开发插件”，如图8- 1 所示。
步骤 2 在“在线开发插件”区域，单击“新增消息”，如图 8- 2 所示。
步骤 3 新增消息 Agriculture 如图 8-3 所示。
配置示例：

• 消息名：Agriculture
• 消息类型：数据上报

a) 在“新增消息”界面，单击“添加字段”。
b) 在“添加字段”界面，勾选“标记为地址域”，然后单击“确认”，添加地址域字段 messageId，如图 8- 4 所示。

c) 在“新增消息”界面，单击“添加字段”，填写相关信息，然后单击“确认”，如图 8- 5 所示。
配置示例：

• 名字：Temperature
  
  d) 在“新增消息”界面，单击“添加字段”，填写相关信息，然后单击“确认”，如图 8- 6 所示。
  配置示例：
• 名字：Humidity
  
  e) 在“新增消息”界面，单击“添加字段”，填写相关信息，然后单击“确认”，如图 8- 7 所示。
  配置示例：
• 名字：Luminance
• 数据类型：int16u（16 位无符号整型）
  
  f) 在“新增消息”界面，单击“确认”，完成消息 Agriculture 的配置。
  步骤 4 新增消息 Agriculture_Control_Light 如图 8- 8 所示。
  配置示例：
• 消息名：Agriculture_Control_Light
• 消息类型：命令下发
• 添加响应字段：是
• 
  a) 在“新增消息”界面，单击“添加字段”，在“添加字段”界面，勾选“标记为地址域”，然后单击“确认”，添加地址域字段 messageId，如图 8- 9 所示。
  
  b) 在“新增消息”界面，单击“添加字段”，在“添加字段”界面，勾选“标记响应标识字段”，然后单击“确认”，添加响应标识字段 mid，如图 8- 10 所示。
  
  c) 在“新增消息”界面，单击“添加字段”，填写相关信息，然后单击“确认”，如图 8- 11所示。
  配置示例：
• 名字：Light
• 数据类型：string
• 长度：3
  
  d) 在“新增消息”界面，单击“添加响应字段”，在“添加字段”界面，勾选“标记为地址域”，然后单击“确认”，添加地址域字段 messageId，如图 8- 12 所示。
  
  e) 在“新增消息”界面，单击“添加响应字段”，在“添加字段”界面，勾选“标记响应标识字段”，然后单击“确认”，添加响应标识字段 mid，如图 8- 13 所示。
  
  f) 在“新增消息”界面，单击“添加响应字段”，在“添加字段”界面，勾选“标记命令执行状态字段”，然后单击“确认”，添加命令执行状态字段 errcode，如图 8- 14 所示。
  
  g) 在“新增消息”界面，单击“添加响应字段”，填写相关信息，然后单击“确认”，如图 8- 15 所示。
  配置示例：
• 名字：Light_State
  
  f) 在“新增消息”界面，单击“确认”，完成消息 Agriculture_Control_Light 的配置。步骤 5 新增消息 Agriculture_Control_Motor 如图 8- 16 所示。
  配置示例：
• 消息名：Agriculture_Control_Motor
• 消息类型：命令下发
• 添加响应字段：是
  
  a) 在“新增消息”界面，单击“添加字段”，在“添加字段”界面，勾选“标记为地址域”，然后单击“确认”，添加地址域字段 messageId，如图 8- 17 所示。
  
  b) 在“新增消息”界面，单击“添加字段”，在“添加字段”界面，勾选“标记响应标识字段”，然后单击“确认”，添加响应标识字段 mid，如图 8- 18 所示。
  
  c) 在“新增消息”界面，单击“添加字段”，填写相关信息，然后单击“确认”，如图 8- 19所示。
  配置示例：
• 名字：Motor
• 数据类型：string
• 长度：3
  
  d) 在“新增消息”界面，单击“添加响应字段”，在“添加字段”界面，勾选“标记为地址域”，然后单击“确认”，添加地址域字段 messageId，如图 8- 20 所示。
  
  e) 在“新增消息”界面，单击“添加响应字段”，在“添加字段”界面，勾选“标记响应标识字段”，然后单击“确认”，添加响应标识字段 mid，如图 8- 21 所示。
  
  f) 在“新增消息”界面，单击“添加响应字段”，在“添加字段”界面，勾选“标记命令执行状态字段”，然后单击“确认”，添加命令执行状态字段 errcode，如图 8- 22 所示。
  
  g) 在“新增消息”界面，单击“添加响应字段”，填写相关信息，然后单击“确认”，如图 8- 23 所示。
  配置示例：
• 名字：Motor_State
  
  f) 在“新增消息”界面，单击“确认”，完成消息Agriculture_Control_Motor 的配置。
  步骤 6 拖动右侧“设备模型”区域的属性字段、命令字段和响应字段，与数据上报消息、命令下发消息和命令响应消息的相应字段建立映射关系，如图 8- 24 所示。
  
  
  
  步骤 7 单击“保存”，并在插件保存成功后单击“部署”，将编解码插件部署到物联网平台，如图 8- 25 所示。
  
  步骤 8 在“在线调试”下单击“新增调试设备”填写相关信息，列如图 8- 26 所示。
  配置示例：
• 设备名称：TEST（自定义即可）
• 设备标识码：该设备的 IMEI 号，可在设备上查看，如图 8- 27 所示：
  
  
  

设备开发

基于 IoT Link 工程创建，将程序样例烧录进小熊派开发板。

IoT Link 工程创建

步骤 1 打开 VScode 软件，在首页左下角单击”Home”按钮，打开 IoT Link，如图 9- 1 所示。

步骤 2 在首页上单击“创建 IoT Studio 工程”，如图 9- 2 所示。

步骤 3 在弹出导入界面，填写工程名称→选择工程储存目录→选择“STML431_BearPi”硬件平台→选择“oc_Agriculturet_template”，单击“完成”按钮导入相应工程，如图9- 3 所示。

IoT Link 程序编译及烧录

步骤 1 单击工具栏中的
，对当前工程进行编译。编译成功后，在控制台输出面板中显示“编译成功”,如图 9- 6 所示。

步骤 2 连接好开发板，单击工具栏中的
，即可将已编译好的程序烧录至开发板，如图 9- 7 所示。

应用开发

回到华为“IoT Studio”里的“web 在线开发”单击之前创建好的应用，进入，如图 10- 1所示。

开发应用

步骤 1 在“开发应用”界面，点击“开发应用”，如图 10- 2 所示。

编辑应用

步骤 1 将鼠标移至“自定义页面 1”上，在弹出的列表中选择“修改”，修改页面信息。在弹出的窗口中，修改“菜单名称”为“农业管理”，其他保持默认，然后点击“确定”，如图 10-3 所示。

步骤 2 选择“农业管理”页面，设计页面组件布局。

1. 拖动 1 个“选择设备”组件、6 个“监控”组件和 2 个“命令下发”组件至页面中，并按图 10-4 所示的布局进行摆放。
   

2. 分别单击页面中的“监控”组件，在右侧“配置面板→样式”中设置组件的样式。

3. 分别单击页面中的“监控”组件，在右侧“配置面板→数据”中设置组件的数据源。此处以监控温度为例讲解，湿度和光强同样操作。因为 2 个温度的“监控”组件都是用于监控环境的温度，只是显示方式不同，所以“数据”页面参数设置一样，如图 10- 5 所示

• 产品：选择创建产品中已创建的产品“Bearpi_Agriculture”
• 服务：Agriculture
• 属性：Temperature
  

4. 分别单击页面中的“命令下发”组件，修改各自的标题分别为“补光灯控制”，“电机控制”在它们的右侧“配置面板”设置对应功能的属性参数，则“补光灯控制”如图 10-6 所示；再“电机控制”如图 10-7 所示：
   
   
   步骤 3 路灯管理页面构建完成，点击右上角“保存”，然后点击“预览”查看应用页面效
   果，如图 10- 3 所示。
   

业务调试

使用已经烧录程序的开发板和构建完成的应用系统，进行智慧农业业务功能的调试。

观察监控参数

点击“预览”进入查看设备的参数，把设备切换到不同的环境下，观察其参数变化，如图11- 1 所示。

手动控制

步骤 1 选择“农业管理 →补光灯控制”，点击“设置参数”，“Light”选择“ON”，单击“发送命令”，如图 11- 2 所示。

此时扩展板的补光灯为打开状态，如图 11- 3 所示。

关灯命令与开灯命令操作步骤一样，差别是“Light”选择“OFF”。
步骤 2 选择“农业管理 →电机控制”，点击“设置参数”，“Motor”选择“ON”，单击“发送命令”，如图 11- 4 所示。

此时扩展板的电机开始转动，关电机命令与开电机命令操作步骤一样，差别是“Motor”选择“OFF”。

设置自动开关灯规则

步骤 1 新建两条规则，分别用于控制照明灯在不同条件下的开和关。 选择“规则”，单击“创建规则组”，如图 11- 5 所示。

步骤 2 在“创建规则组”里填写名称（自定义），例如 Light，如图 11- 6 所示：创好后可以发现所有规则里多了一个 Light 组，之后点亮 Light 前的框，在点击右上角的“创建规则”选择“设备联动规则”如图 11- 7 所示：


步骤 3 在“创建规则”界面，分别填写开、关灯规则信息。

1. 填写规则名称：Light_ON，规则组选择“Light”如图 11- 8 所示。
   
2. 设置开灯规则的条件信息。在“条件”模块，点击“设备行为”所在行右侧的 “添加”，如图 11- 9 所示。
   
3. 按照参数表中开灯规则的条件参数填写条件信息，如图 11- 10 所示。
   
4. 设置开灯规则的动作。在“动作”模块，点击“设备行动”所在行右侧的“添加”，如图 11- 11 所示。
   
5. 按照参数表中开灯规则的动作参数填写动作信息，如图 11- 12 所示。
6. 然后单击右上角的“提交”，开灯规则创建完成。关灯规则的创建操作和开灯的一样，只是规则名称、条件的取值和动作执行不同。

步骤 4 测试自动开关灯。

1. 遮住光强传感器(E53_IA1)，使开发板处于黑暗环境中（亮度<50），查看“农业管理”中光强监控数值如图 11- 13 所示和扩展板的补光灯如图 11- 14 所示：扩展板的补光灯应该自动打开。
   

2 移除遮挡物，使开发板处于明亮环境中（亮度>500），查看“农业管理”中光强监控数值如图 11- 15 所示和扩展板的补光灯如图 11- 16 所示：扩展板的补光灯应该自动关闭。


步骤 5也可自行创建其他规则，例如当温度或者湿度达到一定阈值后，自动控制电机模拟
通风加湿等操作。

往期回顾

2021物联网开发学习自学历程记录汇总

本文来自互联网用户投稿，文章观点仅代表作者本人，不代表本站立场，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处。 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请点击【内容举报】进行投诉反馈！