LoRa温湿度传感器通过LinkWAN平台,接入AIoT物联网平台最佳实践-阿里云开发者社区

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LoRa温湿度传感器通过LinkWAN平台,接入AIoT物联网平台最佳实践

简介: LoRa设备上云

本文提供LoRa温湿度传感器通过Link WAN接入,同时采用阿里云物联网平台实现端到端应用。

背景信息

  • 开通物联网络管理平台完成账号的注册之后,使用账号登录Link WAN 开通服务。
  • LoRa节点设备接入
  • 搭建与管理网络参见搭建与管理网络搭建和管理网络、创建节点组并添加节点。
  • 配置数据流转目前数据流转支持阿里云物联网平台、消息队列MQ两种方式,这里选择将数据流转至阿里云物联网平台,详情请参见数据接入物联网平台-1对1
  • 物联网平台LoRa节点设备接入本章介绍如何在物联网平台开发平台上进行设备接入的开发。主要的开发内容包括:

    • 项目和产品创建
    • 产品功能定义
    • 平台脚本开发

本文以一个空气温湿度传感器为例,同时可以配置温湿度的阈值,在温湿度超出阈值时上报事件。

创建产品和设备

  1. 登录物联网平台控制台
  2. 在左侧导航栏上选择设备管理 > 产品,单击创建产品, 填写产品信息后单击完成。详情请参见数据接入物联网平台-1对1
    | 参数 | 描诉 |
产品名称 可填写任意名称
所属品类 自定义品类
节点类型 直连设备
连网方式 LoRaWAN
入网凭证 从表单选择,如无可单击创建凭证
数据格式 透传/自定义

  1. 为产品添加LoRa设备。在左侧导航栏上单击设备,参见单个创建设备添加设备。说明使用LoRaWAN设备的DevEUI需小写作为deviceName。

    • 添加完成后,显示如下,此时设备状态为未激活
    • 数据流转已自动同步 产品创建完成后,可在Link WAN里看到自动同步的数据流转设置。
      说明 在网管平台只能查阅,新增终端请移步至物联网平台维护。

产品功能定义

产品创建完成之后,需要在平台上定义产品有哪些功能。功能定义是为了让平台能够理解设备上下行的数据定义,便于上层应用的读写。

  1. 在左侧导航栏上选择设备管理 > 产品,单击产品对应操作栏中的查看
  2. 选择功能定义 > 编辑草稿,单击自定义功能 > 添加自定义功能
  3. 添加自定义功能弹框中,功能类型选择属性,添加温湿度属性。

    • 添加温度属性,配置参数如下图所示。
    • 添加湿度属性,配置参数如下图所示。
  4. 功能类型选择服务,添加温度湿度阈值,参数配置如下图所示。
    其中输入参数设置如下图所示。
    | 参数名称 | 标志符 | 数据类型 | 取值范围 | 步长 | 单位 |
温度过高阈值 MaxTemp int32(整数型) -40~55 1 摄氏度/℃
温度过低阈值 MinTemp int32(整数型) 40~55 1 摄氏度/℃
湿度过高阈值 MaxHumi int32(整数型) 1~100 1 百分比/%
湿度过低阈值 MinHumi int32(整数型) 1~100 1 百分比/%
  1. 功能类型选择事件,添加湿度过高/过低告警事件。告警输出参数为当前湿度。
    其中输出参数设置如下。
  2. 单击确认,单击页面右下方的发布更新。上述属性、服务、事件添加完成后,在自定义功能一栏下方可确认添加的结果。

平台脚本开发

  1. 进入产品数据解析标签页,可以添加解析脚本。由于数据是以自定义格式透传到平台,所以需要添加脚本来解析自定义协议。
  2. 将下列代码添加到上图的脚本编辑区
var ALINK_ID = "12345";
var ALINK_VERSION = "1.1";
var ALINK_PROP_POST_METHOD     = 'thing.event.property.post';
var ALINK_EVENT_TEMPERR_METHOD = 'thing.event.TempError.post';
var ALINK_EVENT_HUMIERR_METHOD = 'thing.event.HumiError.post';
var ALINK_PROP_SET_METHOD      = 'thing.service.property.set';
var ALINK_SERVICE_THSET_METHOD = 'thing.service.SetTempHumiThreshold';
/*
 * 示例数据:
 *  传入参数 ->
 *      000102 // 共3个字节
 *  输出结果 ->
 *      {"method":"thing.event.property.post", "id":"12345", "params":{"Temperature":1,"Humidity":2}, "version":"1.1"}
 *  传入参数 ->
 *      0102 // 共2个字节
 *  输出结果 ->
 *      {"method":"thing.event.TempError.post","id":"12345","params":{"Temperature":2},"version":"1.1"}
 *  传入参数 ->
 *      0202 // 共2个字节
 *  输出结果 ->
 *     {"method":"thing.event.HumiError.post","id":"12345","params":{"Humidity":2},"version":"1.1"}
 */
function rawDataToProtocol(bytes)
{
    var uint8Array = new Uint8Array(bytes.length);
    for (var i = 0; i < bytes.length; i++)
    {
        uint8Array[i] = bytes[i] & 0xff;
    }
    var params = {};
    var jsonMap = {};
    var dataView = new DataView(uint8Array.buffer, 0);
    var cmd = uint8Array[0]; // command
    if (cmd === 0x00)
    {
        params['Temperature']  = dataView.getInt8(1); 
        params['Humidity']     = dataView.getInt8(2); 
        jsonMap['method']  = ALINK_PROP_POST_METHOD;
    }
    else if (cmd == 0x01)
    {
        params['Temperature']  = dataView.getInt8(1); 
        jsonMap['method']  = ALINK_EVENT_TEMPERR_METHOD;
    }
    else if (cmd == 0x02)
    {
        params['Humidity']  = dataView.getInt8(1); 
        jsonMap['method']  = ALINK_EVENT_HUMIERR_METHOD;
    }
    else
    {
        return null;
    }
    jsonMap['version'] = ALINK_VERSION;
    jsonMap['id']      = ALINK_ID; 
    jsonMap['params']  = params;
    return jsonMap;
}
/*
 * 示例数据:
 *  传入参数 ->
 *      {"method":"thing.service.SetTempHumiThreshold", "id":"12345", "version":"1.1", "params":{"MaxTemp":50, "MinTemp":8, "MaxHumi":90, "MinHumi":10}}
 *  输出结果 ->
 *      0x5d0a000332085a0a
 */
function protocolToRawData(json)
{
    var id  = json['id'];
    var method  = json['method'];
    var version = json['version'];
    var payloadArray = [];
    // 追加下行帧头部
    payloadArray = payloadArray.concat(0x5d);
    payloadArray = payloadArray.concat(0x0a);
    payloadArray = payloadArray.concat(0x00);
    if (method == ALINK_SERVICE_THSET_METHOD)
    {
        var params  = json['params'];
        var maxtemp = params['MaxTemp'];
        var mintemp = params['MinTemp'];
        var maxhumi = params['MaxHumi'];
        var minhumi = params['MinHumi'];
        payloadArray = payloadArray.concat(0x03);
        if (maxtemp !== null)
        {
            payloadArray = payloadArray.concat(maxtemp);
        }
        if (mintemp !== null)
        {
            payloadArray = payloadArray.concat(mintemp);
        }
        if (maxhumi !== null)
        {
            payloadArray = payloadArray.concat(maxhumi);
        }
        if (minhumi !== null)
        {
            payloadArray = payloadArray.concat(minhumi);
        }
    }
    return payloadArray;
}
// 以下是部分辅助函数
function buffer_uint8(value)
{
    var uint8Array = new Uint8Array(1);
    var dv = new DataView(uint8Array.buffer, 0);
    dv.setUint8(0, value);
    return [].slice.call(uint8Array);
}
function buffer_int16(value)
{
    var uint8Array = new Uint8Array(2);
    var dv = new DataView(uint8Array.buffer, 0);
    dv.setInt16(0, value);
    return [].slice.call(uint8Array);
}
function buffer_int32(value)
{
    var uint8Array = new Uint8Array(4);
    var dv = new DataView(uint8Array.buffer, 0);
    dv.setInt32(0, value);
    return [].slice.call(uint8Array);
}
function buffer_float32(value)
{
    var uint8Array = new Uint8Array(4);
    var dv = new DataView(uint8Array.buffer, 0);
    dv.setFloat32(0, value);
    return [].slice.call(uint8Array);
}
  1. 脚本解析下行数据的函数 protocolToRawData 中必须设定输出结果的起始三个字节(用于指定下行的端口号以及下行消息类型),否则系统会丢掉下行帧。另外,节点实际接收到的数据将不会包含起始的三个字节。
    起始三字节的说明如下表所示。
    | Size(bytes) | LoRa Downlink | 描述 |
1 DFlag 固定为 0x5D
1 FPort 下行端口号
1 DHDR
- 0 表示 “Unconfirmed Data Down”数据帧
- 1 表示 “Confirmed Data Down”数据帧
  1. 示例:0x5D 0x0A 0x00表示:下行帧端口号为10,数据帧为nconfirmed Data Down。
  2. 脚本模拟运行。

    1. 设备上报数据调试。在脚本调试区1里输入下面数据,模拟类型选择设备上报数据后,单击运行按钮。

说明 000102 中的 00 表示后面的两个字节分别表示温度和湿度,01 表示温度为1摄氏度,02表示湿度为2%。

  1. 设备接收数据调试。在脚本调试区1里输入以下数据,模拟类型选择设备接收数据后,单击运行按钮。
{
    "method": "thing.service.SetTempHumiThreshold",
    "id": "12345",
    "version": "1.1",
    "params": {
        "MaxTemp": 50,
        "MinTemp": 8,
        "MaxHumi": 90,
        "MinHumi": 10
    }
}
  1. 查看脚本调试区2的运行结果如下:
  1. 脚本脚本调试无误后,单击提交按钮提交脚本。

设备在线调试

脚本提交后,可以结合节点测试数据的上下行链路是否打通,LoRa节点如何发送以及接收数据请参考各模组厂商的相关手册。

  1. 节点数据上行。

    1. 上报温湿度属性。

      1. 在LoRa节点侧选择输入十六进制的000102后发送数据。
      2. 从左侧导航栏的设备 > 设备列表选择对应节点,单击查看
      3. 单击运行状态
      4. 确认节点的湿度与温度信息是否已经上报且设置如下。
    2. 上报温湿度告警事件。

      • 温度告警事件上报

        1. 在 LoRa 节点侧选择输入十六进制的0102 后发送数据。
        2. 设备详情 > 事件管理中确认温度告警事件是否已经上报。
      • 湿度告警事件上报

        1. 在LoRa节点侧选择输入十六进制的0202后发送数据。
        2. 设备详情 > 事件管理中确认湿度告警事件是否已经上报。
  2. 节点数据下行。

    1. 产品详情 > 设备开发单击对应节点的调试按钮,进入在线调试页面。
    2. 选择调试功能为之前添加的温度湿度阈值,具体格式如下所示,单击发送指令。
      发送完成后在节点侧确认输出是否是16进制的0332085a0a


说明 对于Class A类型的节点,需要先发送数据才能启动接收。

固件升级

LoRa节点设备可以通过本地端烧录方式升级固件,目前不支持网络在线升级(FUOTA)。

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