【技術(shù)分享】一文搞懂用ZPC輕松拿捏數(shù)據(jù)上云

ZPC是ZLG全新研發(fā)的顯控一體機(jī)。開(kāi)源AWTK，版權(quán)無(wú)憂！AWFlow流圖編程，開(kāi)發(fā)很簡(jiǎn)單！多種通信協(xié)議，設(shè)備互聯(lián)超便捷！更有ZWS，數(shù)據(jù)上云很輕松！本文將介紹ZPC輕松拿捏數(shù)據(jù)上云。

ZPC簡(jiǎn)介

ZPC系列顯控一體機(jī) 是廣州致遠(yuǎn)電子全新研發(fā)的集“顯示”+“控制”一體化的高性能顯控終端產(chǎn)品。外框采用鋁合金材質(zhì)，簡(jiǎn)潔耐用；產(chǎn)品集成了多路隔離RS485、多路隔離CAN總線、多路千兆以太網(wǎng)等豐富外設(shè)。一觸即發(fā)，隨心控制。產(chǎn)品支持多種工業(yè)通信協(xié)議，工業(yè)互聯(lián)超便捷！支持拖拽式開(kāi)源AWTK GUI，版權(quán)無(wú)憂！支持AWFlow流圖編程，應(yīng)用開(kāi)發(fā)很簡(jiǎn)單！還支持ZWS云，數(shù)據(jù)上云很輕松！

ZPC系列顯控一體機(jī)

? RK3568處理器

? 顯控一體機(jī)

? 國(guó)產(chǎn)顯控

? 工業(yè)自動(dòng)化

??ZWS簡(jiǎn)介

ZWS IoT-PaaS云平臺(tái)?，是一個(gè)開(kāi)放的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，可以為用戶提供多種協(xié)議設(shè)備的快速接入、設(shè)備管理、事件告警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等功能，幫助企業(yè)快速實(shí)現(xiàn)低成本搭建行業(yè)SaaS應(yīng)用系統(tǒng)，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

原理介紹

ZPC擁有多路隔離RS485、多路隔離CAN總線、多路DI/DO以及多路千兆以太網(wǎng)等豐富的外設(shè)接口資源。為了避免大家手頭沒(méi)有RS485傳感器，本次我們將演示ZPC一機(jī)搞定數(shù)據(jù)輕松上云。原理是我們?cè)赯PC上編程從RS-485-3接口輸出1~100的數(shù)據(jù)，RS-485-4接口采集這些數(shù)據(jù)然后通過(guò)以太網(wǎng)接口采用MQTT協(xié)議上傳到ZWS云。

準(zhǔn)備工作

ZPC-101Q55RTW-01顯控一體機(jī)1臺(tái)；

安裝Ubuntu虛擬機(jī)或Ubuntu系統(tǒng)的PC機(jī)1臺(tái)；

USB轉(zhuǎn)RS232調(diào)試串口1個(gè)；

12V@2A的電源適配器1個(gè)；

MobaXterm上位機(jī)軟件；

雙公頭網(wǎng)線1根；

杜邦線若干。

在開(kāi)始前，我們先使用杜邦線將RS485-3和RS485-4接口連通，如下圖所示位置（A3接A4，B3接B4）。

調(diào)試串口連接到ZPC，網(wǎng)線連接到可以上網(wǎng)的電腦，然后給ZPC插上適配器上電。通過(guò)MobaXterm或者其它串口調(diào)試上位機(jī)登錄ZPC，波特率為115200，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)，無(wú)流控。超級(jí)用戶賬號(hào)密碼同為root。然后使用ping指令進(jìn)行測(cè)試對(duì)外網(wǎng)的連通情況，如下圖所示即為可以上網(wǎng)。

?ZWS建模

首先，需要準(zhǔn)備一個(gè)ZWS云平臺(tái)賬號(hào)，注冊(cè)并登錄進(jìn)入官網(wǎng)后，可以看到類(lèi)似界面如下圖所示。ZWS云平臺(tái)官網(wǎng)鏈

接:?https://www.zlgcloud.com/website/home/main（注冊(cè)賬號(hào)的過(guò)程在這里暫不展開(kāi)，需要可以聯(lián)系對(duì)應(yīng)的銷(xiāo)售工程師）

接著需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行建模，建模的意義在于創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備類(lèi)型，方便后續(xù)對(duì)同一類(lèi)型設(shè)備和數(shù)據(jù)的管理。我們可以將ZPC一體機(jī)視為一個(gè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，也可以作為一個(gè)普通設(shè)備。如下圖所示，依次點(diǎn)擊設(shè)備建模、設(shè)備類(lèi)型、自定義、添加設(shè)備類(lèi)型。

如下圖所示填寫(xiě)所需的設(shè)備類(lèi)型信息。其中類(lèi)型名稱(chēng)只可為英文、數(shù)字或者一些特殊符號(hào)。

填寫(xiě)完成后，即可在界面看到所創(chuàng)建的設(shè)備類(lèi)型。

創(chuàng)建完成設(shè)備類(lèi)型后，還需要添加一個(gè)實(shí)際的設(shè)備。如下圖所示，我們依次點(diǎn)擊設(shè)備管理、設(shè)備列表、添加設(shè)備。

然后這里需要填寫(xiě)設(shè)備類(lèi)型、設(shè)備名稱(chēng)、設(shè)備ID和設(shè)備密鑰。其中，ID和密鑰我們可以通過(guò)串口助手使用openssl?rand?-hex?16命令在ZPC一體機(jī)上生成一個(gè)長(zhǎng)度為32的十六進(jìn)制隨機(jī)數(shù)來(lái)使用，如下圖所示。

最后填寫(xiě)完畢設(shè)備信息如下圖所示。（實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，推薦使用機(jī)器序列號(hào)或其他唯一標(biāo)識(shí)作為ID）

填寫(xiě)完成并確認(rèn)后，可以在設(shè)備列表中看到創(chuàng)建完成的設(shè)備。

接下來(lái)，需要對(duì)上報(bào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯。我們點(diǎn)擊設(shè)備建模、設(shè)備類(lèi)型、自定義，找到剛才創(chuàng)建的設(shè)備類(lèi)型，點(diǎn)擊編輯。

這里顯示有兩個(gè)功能組，其中common_fn是全局通用功能模塊，其中包含上報(bào)原始數(shù)據(jù)（raw_data）的功能（本文不涉及，暫不展開(kāi)）；ZPC_101Q55RTW_01_fn是針對(duì)本次創(chuàng)建的設(shè)備類(lèi)型的功能模塊，點(diǎn)擊ZPC_101Q55RTW_01_fn的編輯按鈕。

創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)組和數(shù)據(jù)字段。

數(shù)據(jù)組可以將所有的同類(lèi)型數(shù)據(jù)作為一個(gè)數(shù)據(jù)組。比如使用ZPC一體機(jī)進(jìn)行檢測(cè)被測(cè)設(shè)備的壓力值，在此將壓力值(pressure)作為一個(gè)數(shù)據(jù)組如下圖所示。

而數(shù)據(jù)字段代表了數(shù)據(jù)組下的一個(gè)數(shù)據(jù)字段內(nèi)容。比如檢測(cè)多個(gè)被測(cè)設(shè)備時(shí)，可以將某一節(jié)點(diǎn)作為一個(gè)字段，在此模擬將節(jié)點(diǎn)1的壓力值作為一個(gè)pressure_node1數(shù)據(jù)字段，并將其設(shè)置為int類(lèi)型數(shù)據(jù)，如下圖所示。

至此，在ZWS上的準(zhǔn)備工作完畢。

? 應(yīng)用編程

1. 搭建數(shù)據(jù)上云

首先下載ZWS SDK包到Ubuntu虛擬機(jī)下（建議使用ubuntu20.04），并安裝gcc-aarch64-linux-gnu包。解壓SDK包到工作目錄后，進(jìn)入到zws_sdk_r2/mqttproto_V2.0.3.240626目錄。在根目錄下創(chuàng)建一個(gè)新的zpc.mk文件，用于構(gòu)建工程使用，程序清單如下。ZWS SDK包下載地址：

https://zlgcloud.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/zws_sdk_r2.zip

MESSAGE(STATUS "BUILD FOR ZPC")#across compiler setting#include(CMakeForceCompiler)
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm)
set(CMAKE_C_COMPILER aarch64-linux-gnu-gcc)set(CMAKE_CXX_COMPILER aarch64-linux-gnu-g++)
#set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH ${TOOL_CHAIN_DIR})set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER)set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY ONLY)set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY)set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PACKAGE ONLY)

在工程根目錄的CMakeLists.txt內(nèi)添加以下內(nèi)容，用于調(diào)用上文中的zpc.mk。

...#內(nèi)置對(duì)zpc-101q55rtw-01/zpc-101q55rtw-02的支持if(ZPC)#ADD_DEFINITIONS(-DARM_LINUX=1) #經(jīng)驗(yàn)證ADD_DEFINITIONS定義的變量，然后同一個(gè)文件引用該變量是無(wú)效的set(ARM_LINUX 1)execute_process(COMMAND ln -svf zpc.mk cross-linux.mk)endif()...

創(chuàng)建測(cè)試代碼文件，路徑為demos/src/zpc_test.c，詳見(jiàn)在線文檔https://manual.zlg.cn/web/#/331/13023 程序清單2的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了從RS-485-4（對(duì)應(yīng)串口/dev/ttyS8）讀取數(shù)據(jù)，并上報(bào)到ZWS，詳細(xì)可以參考代碼注釋。

并在demos/src/CMakeLists.txt中添加如下內(nèi)容用于編譯測(cè)試demo。

...set(PRJ zpc_test)add_executable(${PRJ} "")target_sources(${PRJ} PRIVATE zpc_test.c ${shared_src})set_target_properties(${PRJ} PROPERTIES FOLDER "demos")target_link_libraries(${PRJ} client network ${SYS_LIBS})...

接下來(lái)執(zhí)行cmake . -DZPC=1，構(gòu)建編譯工程。

執(zhí)行make指令，編譯工程?？梢钥吹匠晒?gòu)建zpc_test文件（如果不成功，請(qǐng)檢查上述步驟）。

2. 搭建模擬數(shù)據(jù)

接下來(lái)，還需要實(shí)現(xiàn)從RS-485-3生成隨機(jī)數(shù)據(jù)并傳輸。另外創(chuàng)建一個(gè)文件夾（最好和前文的工程分開(kāi)），在文件夾下創(chuàng)建main.c文件，程序清單如下：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <termios.h>// 配置串口int configure_serial_port(int fd) {struct termios tty;if (tcgetattr(fd, &tty) != 0) {perror("tcgetattr");return -1;}// 設(shè)置波特率cfsetospeed(&tty, B9600);cfsetispeed(&tty, B9600);// 設(shè)置字符大小、無(wú)奇偶校驗(yàn)、一個(gè)停止位tty.c_cflag &= ~PARENB; // 無(wú)奇偶校驗(yàn)tty.c_cflag &= ~CSTOPB; // 一個(gè)停止位tty.c_cflag &= ~CSIZE;tty.c_cflag |= CS8; // 8個(gè)數(shù)據(jù)位// 設(shè)置為非規(guī)范模式tty.c_lflag &= ~ICANON;tty.c_lflag &= ~ECHO;tty.c_lflag &= ~ECHOE;tty.c_lflag &= ~ISIG;// 禁用軟件流控制tty.c_iflag &= ~(IXON | IXOFF | IXANY);// 禁用硬件流控制tty.c_cflag &= ~CRTSCTS;// 設(shè)置讀取阻塞行為tty.c_cc[VMIN] = 1;tty.c_cc[VTIME] = 0;// 刷新串口設(shè)置if (tcsetattr(fd, TCSANOW, &tty) != 0) {perror("tcsetattr");return -1;}return 0;}int main() {int fd;int random_number;char buffer[4];// 打開(kāi)串口設(shè)備fd = open("/dev/ttyS7", O_WRONLY | O_NOCTTY);if (fd == -1) {perror("open");return -1;}// 配置串口if (configure_serial_port(fd) != 0) {close(fd);return -1;}// 初始化隨機(jī)數(shù)生成器srand(time(NULL));while (1) {// 生成 1 到 100 之間的隨機(jī)數(shù)random_number = rand() % 100 + 1;snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%dn", random_number);// 向串口發(fā)送隨機(jī)數(shù)if (write(fd, buffer, sizeof(buffer)) == -1) {perror("write");close(fd);return -1;}// 延時(shí) 1 秒sleep(1);}// 關(guān)閉串口設(shè)備close(fd);return 0;}

保存文件后，執(zhí)行aarch64-linux-gnu-gcc main.c -o rs485_test生成測(cè)試文件。

驗(yàn)證數(shù)據(jù)上云

將上文中生成的測(cè)試程序zpc_test和rs485_test拷貝至ZPC一體機(jī)，并執(zhí)行./rs485_test &，該程序?qū)腞S485-3隨機(jī)發(fā)送1~100的數(shù)據(jù)。由于RS-485-3（/dev/ttyS7）和RS-485-4（/dev/ttyS8）短接，可以直接使用cat /dev/ttyS8查看采集的數(shù)據(jù)，如下圖所示。

最后執(zhí)行./zpc_test，便開(kāi)始將RS-485-4讀取到的數(shù)據(jù)上報(bào)到ZWS。下圖中標(biāo)注的兩點(diǎn)，為采集到的數(shù)據(jù)。

打開(kāi)ZWS IoT設(shè)備管理平臺(tái)界面，并按下圖所示選擇對(duì)應(yīng)類(lèi)別，即可看到上報(bào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

也可以使用歷史數(shù)據(jù)功能查看歷史數(shù)據(jù)。