場景說明

微型氣象是不可預(yù)測的，基本上不能通過人工手段來分析其變化，因此必須運用新技術(shù)，對氣象進(jìn)行實時監(jiān)測，以便采取相應(yīng)的措施來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、可追蹤性差等問題。為解決上述問題，可以通過網(wǎng)關(guān)將設(shè)備采集的數(shù)據(jù)上報到華為云IoT平臺，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，您可通過華為云IoT平臺實時查看現(xiàn)場溫度、濕度、光照、風(fēng)速等環(huán)境數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)儲、分析等處理，同時也能通過IoT平臺對設(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：三個輸出為12V 1000mA的電源。

設(shè)備簡介

R40（如圖2）負(fù)責(zé)將傳感器的數(shù)據(jù)收集上來，上報到華為云IoT平臺，同時負(fù)責(zé)將華為云IoT平臺下發(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)速通過電流信號輸出給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RS485口（Modbus協(xié)議）輸出給R40。

3. 報警器（如圖5）通過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（見下圖）。

圖7氣象多要素百葉箱連接R40

將報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（見下圖）。

圖8報警器連接R40

控制臺操作概覽

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

創(chuàng)建產(chǎn)品：在物聯(lián)網(wǎng)平臺上規(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，在控制臺創(chuàng)建R40的產(chǎn)品。

定義產(chǎn)品模型：產(chǎn)品模型是用來描述設(shè)備能力的文件，通過JSON的格式定義了設(shè)備的基本屬性、上報數(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)平臺構(gòu)建一款設(shè)備的抽象模型，使平臺理解該款設(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。

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

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，在控制臺上創(chuàng)建R40產(chǎn)品。

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

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)品模型是用來描述設(shè)備能力的文件，通過JSON的格式定義了設(shè)備的基本屬性、上報數(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)平臺構(gòu)建一款設(shè)備的抽象模型，使平臺理解該款設(shè)備的功能。我們已提供開發(fā)好的產(chǎn)品模型，幫助您快速體驗上云流程，如果您想體驗產(chǎn)品模型的開發(fā)流程，可參考開發(fā)產(chǎn)品模型。

操作步驟：

在產(chǎn)品詳情“模型定義”頁面，單擊“上傳模型文件”。

在彈出的頁面中，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

注冊設(shè)備

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

根據(jù)頁面提示信息填寫參數(shù)，然后單擊“確定”。

成功注冊設(shè)備后，平臺會自動生成設(shè)備ID和密鑰，請妥善保管好設(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)無密碼）后，點擊“登錄”按鈕。

點擊上方菜單欄“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（因為風(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，點擊“保存并應(yīng)用”。

通過旋轉(zhuǎn)風(fēng)速變送器的扇葉，然后刷新一下當(dāng)前的配置頁，可以看到“當(dāng)前值”那一欄中有數(shù)據(jù)，說明已經(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)無密碼）后，點擊“登錄”按鈕。

點擊上方菜單欄“應(yīng)用”，選擇“Modbus”主站，進(jìn)入Modbus主站配置頁面。

在下方的框中填寫“noise”，單擊“添加”按鈕。添加完成后，點擊“編輯”按鈕（“刪除”按鈕旁的那一個），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”，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)個數(shù)設(shè)置為“1”，映射地址分配設(shè)置為“手動”，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，點擊“保存”。然后點擊左下角的“返回至概況”。然后點擊“保存并應(yīng)用”

點擊“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，可以通過刷新按鈕來查看值的變化。

說明

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，同時設(shè)置映射地址。因為該地址跟物模型中的屬性是對應(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是因為物模型中已經(jīng)設(shè)置了REG20004的屬性名。

從噪聲查看頁點擊“返回至概況”，在Modbus設(shè)置界面下方的空白框處填寫“l(fā)ightIntensity”，點擊“添加”按鈕。添加完成后，點擊“編輯”按鈕（“刪除”按鈕旁的那一個），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)個數(shù)設(shè)置為“1”，映射地址分配設(shè)置為“手動”，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，點擊“保存”。然后點擊左下角的“返回至概況”。然后點擊“保存并應(yīng)用”

點擊“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，可以通過刷新按鈕來查看值的變化。

說明

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，同時設(shè)置映射地址。因為該地址跟物模型中的屬性是對應(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是因為物模型中已經(jīng)設(shè)置了REG20130的屬性名。

從光照強(qiáng)度查看頁點擊“返回至概況”，在Modbus設(shè)置界面下方的空白框處填寫“shidu”，點擊“添加”按鈕。添加完成后，點擊“編輯”按鈕（“刪除”按鈕旁的那一個），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)個數(shù)設(shè)置為“1”，映射地址分配設(shè)置為“手動”，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，點擊“保存”。然后點擊左下角的“返回至概況”。然后點擊“保存并應(yīng)用”

點擊“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，可以通過刷新按鈕來查看值的變化。

說明

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，同時設(shè)置映射地址。因為該地址跟物模型中的屬性是對應(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是因為物模型中已經(jīng)設(shè)置了REG20115的屬性名。

從濕度強(qiáng)度查看頁點擊“返回至概況”，在Modbus設(shè)置界面下方的空白框處填寫“wendu”，點擊“添加”按鈕。添加完成后，點擊“編輯”按鈕（“刪除”按鈕旁的那一個），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)個數(shù)設(shè)置為“1”，映射地址分配設(shè)置為“手動”，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，點擊“保存”。然后點擊左下角的“返回至概況”。然后點擊“保存并應(yīng)用”

點擊“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，可以通過刷新按鈕來查看值的變化。

說明

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，同時設(shè)置映射地址。因為該地址跟物模型中的屬性是對應(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是因為物模型中已經(jīng)設(shè)置了REG20003的屬性名。

R40上報到平臺的配置：

在上方的菜單欄中選擇“云平臺”，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平臺注冊所得，服務(wù)ID填寫“basicData”，發(fā)布周期填寫60。

配置完后，點擊“保存并應(yīng)用”。設(shè)置完畢后，R40會自動連上華為云iot平臺，并且每隔60s報一次數(shù)據(jù)。

設(shè)備上線及數(shù)據(jù)上報

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

在上述頁面點擊該設(shè)備右側(cè)的“查看”按鈕，可以看到上報的數(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，然后點擊“確定”按鈕，即可聽到報警器發(fā)出報警聲，代表屬性設(shè)置成功。

說明

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，同時上報數(shù)據(jù)時也需要同步修改。

審核編輯 黃宇