【鲁班猫参赛作品赏析】

前言

鲁班猫（LubanCat）是野火科技推出的Linux、Android卡片电脑系列品牌。该系列卡片电脑硬件产品丰富，操作系统适配度高，开源资料众多，应用开发方便简单。

它有优越的性能以及多产品线覆盖教育、商业应用、工业控制等领域，具备广泛的应用场景。

笔者申请到的鲁班猫型号为LuBanCat-1,其硬件外形如下图，尺寸大约8cmx6cm,非常的小巧，这个小巧的板子下却隐藏丰富强大的功能。LubanCat-1有一颗包含四核Cortex-A55处理器、Mali G52 2EE图形处理器和高能效NPU的SOC，搭配千兆网口、HDMI、USB3.0、MINI PCI-E、MIPI等外设，预留了USB、MINI PCI-E等通用接口，能够扩展到更多的使用场景。

根据其强大的性能与通信功能特点，笔者决定使用它来开发一款鲁班猫智慧物联中控设备。大家都知道现在IoT是越来越火热，从智能家居，到智慧办公，智慧工厂，智慧生产等，越来越多的硬件系统通过网络连接到一起，形成了智慧化的物联世界，通过彼此的连接，交换数据，完成协调统一的生产工作应用环境，协调的进行彼此的控制和响应，形成智慧化的物联世界。

而对一个物联管理单位，物联中控是最基本的单元，它担负着对终端数据的采集，汇聚，存储，并按照设计的权限进行对外联络和报告。也对各类的智能应用管理提供统一的通信和控制命令转发等功能。

该项目涉及到如下技术内容：

Httpd —— Http 服务提供基于c变量的模板http服务

C-CGI —— 支持http在服务端RPC进程通

MQTT —— 基于TCP/IP的订阅、发布消息服务

TDEngine —— 时序数据库

Websocket —— 支持web端的二进制网络数据通信

EChat —— 一款开源的js前端可视化图形库

Javascript —— web 开发语言，完成前端数据解析与可视化

项目材料

LuBanCAT-1 鲁班猫，智慧物联中控

CH32V208 单片机，提供两路ADC采集数据并通过以太网上报数据

Hi-Spark 鸿蒙开发板，Iot开发套件，提供温度，速度和天然气(甲烷)浓度检测数据

Ubuntu PC模拟电能采集站，提供每小时的家庭用电功率数据

WIFI 路由器，提供家庭有线网络的通讯和无线通讯

VMWare 虚机，提供鲁班猫开发环境

项目方案架构

鲁班猫智慧物联中控系统架构如下图所示，图中设备A,B为Iot传感数据采集设备，D作为一个电能表数据采集模拟端，E作为上报数据的互联网服务终端。而C位则是本次的主角鲁班猫，作为整个系统的物联核心。

CH32V208 ADC数据采集

使用CH32V208开发板的MQTT例程与ADC例程，整合两个例程，并设定MQTT服务地址为鲁班猫的地址，端口为1883

使用ch32v208编译下载到ch32v208上运行

在板上运行后，就会自动的连接鲁班猫中控，并发布ADC1,和ADC2测量到的电压值，每1秒上报一次，发布到中控台上。

Hi_Spark 温度、湿度与燃气浓度传感采集

使用HiSpark_Hi3861开发板，接上燃气传感器模块，与Hi3861单片机，使用OpenNarmony开发采集温度，湿度与燃气浓度数据，并只用MQTT客户端通过 wifi连接路由器，将采集到的数据上发到鲁班猫。

编译下载到HiSpark上运行

下载到Hi-Spart 开开发板后，经过初始化，将会通过wifi 自动把探测到的环境温度，湿度和天然气浓度数据，通过MQTT协议上报到鲁班猫中控板上，鲁班猫收到该传感信息后，通过websocker实时发布到web端，完成可视化管理，同时根据策略，处理后发布到公网EMQX服务里，完成数据汇聚和存储。

鲁班猫物联中控软件设计开发

鲁班猫开发板上，首先编译httpd工程，工程由jsoncpp和httpd组成，http是基于uHttp开源工程修改而来。主要需修改为增加了http与系统调用接口，支持通过C-CGI的方式，进行动态的网络渲染以及连接MQTT消息服务器，完成MQTT消息订阅并使用websocket转发给浏览器端。

分别在开发板上编译jsoncpp和httpd 工程

再编译MQTT工程，这里使用的是mosquitto-2.0.9 开源MQTT工程，该工程由CJSON，OpenSSL，mosquitto-2.0.9，子工程组成，只需要分别编译他们即可：

编译mosquitto-2.0.9工程，编译时需要把前面编译好的openssl和cjson动态库加入到mosquitto工程编译路径中。

把编译成功的MQTT服务程序和依赖的动态库，部署到bin目录下，并写一个mqtt配置文件和启动脚本文件。

创建好MQTT 运行用户后，即可启动运行MQTT Breaker服务：

EMQX服务公网部署

完整的展示智慧物联的应用，还需要中控系统与外部交换数据，因此在这里在公网E服务器上，部署一个支持MQTT的消息管理服务端，这里选择使用EMQX开源服务。

wget https://www.emqx.com/zh/downloads/broker/5.0.8/emqx-5.0.8-el8-amd64.tar.gztar -xvf emqx-5.0.8-el8-amd64.tar.gz//启动bin/emqx start//停止bin/emqx stop//查看状态bin/emqx_ctl status在公网服务端E需要开通18083,1883等业务端口，部署完毕后，可以打开浏览器登录到EMQX服务站点已启动：