EsDA MPC-ZC1 應(yīng)用——IoT 監(jiān)測控制系統(tǒng)（二）

嵌入式智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，不僅要采集上報數(shù)據(jù)，還應(yīng)該具備遠(yuǎn)程控制、邊緣計(jì)算、自動響應(yīng)事件等能力，達(dá)到智能化、快響應(yīng)等效果。

?簡介

物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測控制系統(tǒng)，不僅需要監(jiān)測數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)上報至物聯(lián)網(wǎng)平臺，還需要具備接收遠(yuǎn)程控制請求的能力。同時，智能化控制系統(tǒng)，還需要具備邊緣計(jì)算能力，能夠響應(yīng)現(xiàn)場事件，并及時做出處理。本文將基于EsDAMPC-ZC1應(yīng)用——IoT監(jiān)測控制系統(tǒng)（一），繼續(xù)擴(kuò)展遠(yuǎn)程控制和智能化控制業(yè)務(wù)。

?業(yè)務(wù)擴(kuò)展本項(xiàng)目通過控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動空氣流動，從而達(dá)到降溫的效果，這也是最常用的降溫方案。常見于設(shè)備機(jī)柜、廠房等場景。一、硬件連接在原有的電路基礎(chǔ)上，增加了一個風(fēng)機(jī)驅(qū)動電路，如下圖所示。

實(shí)物連接圖如下。

二、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)控制

風(fēng)機(jī)的控制根據(jù)所選風(fēng)機(jī)的類型，有多種方式，如直接DO開關(guān)、RS485通信控制等。此處選用DO輸出，直接控制風(fēng)機(jī)開關(guān)。

1. 節(jié)點(diǎn)介紹1.1 gpio_outgpio_out 節(jié)點(diǎn)，提供了 GPIO 輸出節(jié)點(diǎn)，可以根據(jù)需求輸出對應(yīng)電平信號。1.1.1 屬性

名稱（name）：節(jié)點(diǎn)名稱，用于索引查找本節(jié)點(diǎn)；

顯示名稱（displayName）：用于畫布上顯示的名稱；

GPIO序號（gpio_id）：GPIO引腳ID；

模式（mode）：GPIO輸出模式（推挽、開漏…）；

初始狀態(tài)（init_stat）：引腳初始輸出狀態(tài)。

1.1.2輸入

• msg.payload：指定輸出狀態(tài)，0：低電平，1：高電平。

2. 控制測試

通過簡單的腳本控制 gpio_out 節(jié)點(diǎn)驅(qū)動外部風(fēng)機(jī)。

2.1 添加節(jié)點(diǎn)

在已有的流圖中添加 timer、fscript、gpio_out 節(jié)點(diǎn)到畫布中。

2.2 配置節(jié)點(diǎn)timer 配置如下，1s 周期輸出。fscript 配置如下，保持輸出高電平。gpio_out 配置如下。

• GPIO序號（gpio_id）：P4.9；
• 模式（mode）：push pull（推挽輸出）；
• 初始狀態(tài)（init_stat）：low（初始低電平）。

2.3 下載流圖可以看到風(fēng)扇已經(jīng)被驅(qū)動起來。

3. 風(fēng)機(jī)智能控制

風(fēng)機(jī)智能化控制，主要實(shí)現(xiàn)兩個基礎(chǔ)功能：

• 根據(jù)高溫信號，自動啟動進(jìn)行降溫；
• 支持手動啟動。
  

3.1 節(jié)點(diǎn)介紹為了降低CPU的損耗，提高實(shí)時性，使用 complete 節(jié)點(diǎn)來取代原先的 timer。該節(jié)點(diǎn)用于監(jiān)控指定的若干節(jié)點(diǎn)，當(dāng)被監(jiān)控的節(jié)點(diǎn)執(zhí)行完成后，會觸發(fā) complete 節(jié)點(diǎn)執(zhí)行。3.1.1 屬性

名稱（name）：節(jié)點(diǎn)名稱，用于索引查找本節(jié)點(diǎn)；

顯示名稱（displayName）：用于畫布上顯示的名稱；

監(jiān)控節(jié)點(diǎn)（monitored_nodes）：指定需要監(jiān)控的節(jié)點(diǎn)名稱（json格式）。

3.1.2 輸出

僅觸發(fā)向下一節(jié)點(diǎn)執(zhí)行，并不會傳遞任何數(shù)據(jù)。

3.2 流圖測試

3.2.1 調(diào)整異常監(jiān)測模塊為了更好的引用異常監(jiān)測模塊的高低溫異常判定結(jié)果，給該模塊腳本添加連個全局標(biāo)志變量。3.2.1.1 初始階段添加高低溫異常全局標(biāo)志 global.high_temp_anomaly、global.low_temp_anomaly，如下所示。

/*初始化高溫預(yù)警環(huán)境變量*/
global.high_temp=30
/*初始化低溫預(yù)警環(huán)境變量*/
global.low_temp=15

/*高溫異常信號*/
global.high_temp_anomaly=false
/*低溫異常信號*/

global.low_temp_anomaly=false

3.2.1.2 運(yùn)行階段

增加對高低溫異常標(biāo)志的處理，如下所示。

/*實(shí)際溫度與高溫預(yù)警溫度溫差*/
temp_diff=msg.temperature-global.high_temp

/*溫度超過高溫預(yù)警值，標(biāo)記高溫異常*/
if(temp_diff>=0.3){
global.high_temp_anomaly=true
}elseif(temp_diff<=?-0.3)?{
global.high_temp_anomaly=false
}

/*實(shí)際溫度與低溫預(yù)警溫度溫差*/
temp_diff=msg.temperature-global.low_temp

/*溫度低于低溫預(yù)警值，標(biāo)記低溫異常*/
if(temp_diff<=?-0.3)?{
global.low_temp_anomaly=true
}elseif(temp_diff>=0.3){
global.low_temp_anomaly=false
}

/*輸出報警信號*/
if(global.high_temp_anomaly||global.low_temp_anomaly){
output.payload=1
}else{
output.payload=0

}

* 其中±0.3 的溫差幅度，是為了擴(kuò)大判定邊界，起到軟件濾波的效果，避免邊緣狀態(tài)引起頻繁開關(guān)的情況。

3.2.2 完善風(fēng)機(jī)控制邏輯為了后續(xù)更好地接收遠(yuǎn)程控制請求，需要將風(fēng)機(jī)控制模塊的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)一步完善。

3.2.2.1 初始階段

聲明一個 global.fan_control 全局控制標(biāo)志，用于控制風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，總共包括以下3個狀態(tài)：

on：手動啟動風(fēng)機(jī)；

off：手動關(guān)閉風(fēng)機(jī)

auto：根據(jù)溫度自動控制。

腳本如下：

global.fan_control="auto"

3.2.2.2 運(yùn)行階段

根據(jù) global.fan_control 的值，執(zhí)行不同的風(fēng)機(jī)控制邏輯。

if(global.fan_control=="on"){
/*手動啟動*/
msg.payload=1
}elseif(global.fan_control=="off"){
/*手動停止*/
msg.payload=0
}else{
if(global.high_temp_anomaly==true){
/*高溫異常自動啟動*/
msg.payload=1
}else{
/*常溫自動停止*/
msg.payload=0
}

}

當(dāng)控制標(biāo)志不為 on 或 off 時，即為 auto 模式，此時，根據(jù) global.high_temp_anomaly 高溫異常標(biāo)志來決定是否啟動風(fēng)機(jī)。

3.2.3 添加complete節(jié)點(diǎn)

配置如下，添加節(jié)點(diǎn)名稱 abnormal_monitoring。

同時為異常監(jiān)測節(jié)點(diǎn)添加一個節(jié)點(diǎn)名稱 abnormal_monitoring。

3.2.4 下載流圖

默認(rèn)控制模式為 auto，并且默認(rèn)高溫預(yù)警溫度為 30℃，通過外部熱風(fēng)機(jī)加熱空氣溫度，觀察運(yùn)行情況。

可以看到當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)警溫度時，警報燈亮起，同時風(fēng)扇也跟隨啟動進(jìn)行降溫。

4.遠(yuǎn)程控制

上一期已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)上報至物聯(lián)網(wǎng)云平臺，本期為系統(tǒng)添加遠(yuǎn)程控制功能，其中包括3個控制命令：

• 高溫預(yù)警值配置（high_temp）
• 低溫預(yù)警值配置（low_temp）
• 風(fēng)機(jī)控制（fan_control）

4.1 云端添加命令

需要在物聯(lián)網(wǎng)云平臺（ZWS）添加所需控制命令，登錄到：

https://www.zlgcloud.com4.1.1 添加風(fēng)機(jī)控制命令打開設(shè)備類型頁面。

點(diǎn)擊編輯 iot_mpc_zc1 類型。

選擇?設(shè)備控制設(shè)置?頁面，并添加 fan_control 風(fēng)機(jī)控制命令，如下所示。

為風(fēng)機(jī)控制命令添加參數(shù)，如下所示。

總共3個參數(shù)選項(xiàng) on、off、auto，與風(fēng)機(jī)控制腳本的控制標(biāo)志一致。4.1.2 添加高低溫預(yù)警配置命令

同樣的操作，繼續(xù)添加高溫、低溫預(yù)警配置命令，如下所示。

添加高溫預(yù)警命令

高溫預(yù)警命令參數(shù)

添加低溫預(yù)警命令

低溫預(yù)警命令參數(shù)

4.1.3 所有新增命令如下

4.2響應(yīng)遠(yuǎn)程控制

要接收到遠(yuǎn)程云平臺的控制命令，需要用到 zws_iot_data_in 節(jié)點(diǎn)。4.2.1 添加節(jié)點(diǎn)添加 zws_iot_data_in、to_json、log 到畫布中，如下所示：4.2.2 配置節(jié)點(diǎn)

為 zws_iot_data_in 綁定一個配置，選擇 zws_iot，與 zws_iot_data_out 使用同一個配置。

4.2.3 運(yùn)行測試點(diǎn)擊運(yùn)行，驗(yàn)證接收功能。

4.2.4 下發(fā)命令打開設(shè)備列表。進(jìn)入設(shè)備詳情。進(jìn)入設(shè)備控制頁面，并下發(fā)風(fēng)機(jī)啟動命令，如下所示。點(diǎn)擊發(fā)送，確保發(fā)送成功。此時，可以看到接收到云端下發(fā)的命令和參數(shù)。

4.2.5 添加解析節(jié)點(diǎn)

添加一個新的 fscript 節(jié)點(diǎn)，用于解析云端命令。

4.2.6 添加解析腳本

添加腳本，解析云平臺下發(fā)的命令，同時將腳本節(jié)點(diǎn)命名為 fan_control，后續(xù)可用于觸發(fā)風(fēng)機(jī)控制數(shù)據(jù)流。

if(msg.name=="high_temp"){
global.high_temp=f32(msg.value)
}elseif(msg.name=="low_temp"){
global.low_temp=f32(msg.value)
}elseif(msg.name=="fan_control"){
global.fan_control=msg.value
}else{
aborted=1

}

腳本通過判斷命令名稱 msg.name，來解析下發(fā)的命令，同時通過 global 對象修改對應(yīng)的全局變量。同時為風(fēng)機(jī)控制數(shù)據(jù)流的 complete 節(jié)點(diǎn)添加一個監(jiān)測節(jié)點(diǎn)名稱 fan_control，如下所示。

4.2.7 下載流圖

云端下發(fā)風(fēng)機(jī)啟動命令，效果如下。

停止命令。

配置為自動模式。

外部施加熱風(fēng)，觀察風(fēng)機(jī)變化。

4.2.8 完成

至此，完成了遠(yuǎn)程控制、智能降溫等業(yè)務(wù)。為了可以更加深入的體會 MPC-ZC1 和 EsDA 的應(yīng)用開發(fā)，在下一期文章中，計(jì)劃將風(fēng)機(jī)更換為大功率的廠房風(fēng)機(jī)設(shè)備，真正地應(yīng)用到實(shí)際場景中。

整理本期流圖如下。

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