英特尔物联网产品之路：交通运输案例 DF创客社区

1. intel独家授权转载【intel开发人员专区】文章。
2. 定期为创客小主po上最全最细最专业的intel项目教程或另类态度。
3. DF创客社区“创客召集令”带你玩转intel，更多惊喜，颠覆你想象。

扩展阅读：使用英特尔® Edison 感知运动
使用® 物联网商用开发套件监控半挂车的状态免责声明：该设备尚未通过美国联邦通信委员会的权威认证。在通过认证前，不得销售或租赁本设备，且不得将其用于销售或租赁目的。简介

本项目的目标是使用英特尔® 物联网商用开发套件及其包含的基础传感器构建功能概念验证，然后逐步步入开发工业解决方案的阶段，这种工业解决方案使用商用网关、工业传感器、迈克菲安全软件 (McAfee Security) 和基于 Wind River 的平台实现可扩展的产品部署。基本项目针对交通运输业展开，目的是监控运输易腐物品的半挂车的状态，并在温度超过驾驶员设置的阀值时向驾驶员发出告警。

概念验证将在使用基座护罩并连接不同传感器的英特尔 Galileo 开发板上进行构建。该阶段所选用的传感器均来自标准 Grove Seeed – Starter Kit Plus*。

图 1 挂上定制拖车后的成品展示

在本文结尾处，大家将看到从基础概念验证到工业解决方案的过渡，重点介绍如何快速、轻松的结合使用 Wind River 操作系统和连接硬件。使用预编译的操作系统和 RPM 可消除不必要的下载，用户只需自定义操作系统和定义通用库就可将项目变成现实。

创建使用案例

作为使用案例的一部分，我们组建了一支团队来演示英特尔物联网® 商用开发套件和英特尔® 物联网商用网关的功能。团队决定创建有关运输行业的使用案例，专门为运输途中的易腐物质保鲜。

我们在设计项目时，充分考虑了市场中出现并构建类似项目的可能性。尽管基本项目在设计时具备基本功能，但也可添加多项其他功能，并（在未来）进行扩展以具备 web 连接性、云计算功能、远程监控和其他未来组件功能。

以该项目重点领域为目标，团队列出了概念验证和产品所需的潜在特性。他们构思出了丰富的创意，包括后门状态、拖车温度、车门和温度报警、在线数据查看应用和驾驶室内信息监控。

为启动概念验证阶段，我们详细规定英特尔® 物联网商用开发套件的使用，其中包括使用 Grove Seeed Sensor 套件。我们在这一阶段遇到的挑战是只有该套件提供传感器。所有功能需要在实际使用开发套件的基础上实现。

图 2 面向 Microsoft Surface Pro 3 接口的英特尔 XDK 项目

使用商用开发套件实施概念验证

团队将项目分成 3 个关键领域：

1. 所需用户界面

- 开发团队开展实际生产 UI 布局和设计

2. UI 托管界面

- 按最终解决方案的使用要求进行操作。

- 我们意识到，需要在集成工业解决方案的过程中作出调整。

3. 概念验证传感器解决方案

- 创建基于 Grove 传感器的解决方案，并利用 UPM/MRAA 通用库以实现快速开发。

- 这样我们能够创建面向 UI 的模拟传感器环境，而且界面团队也可将其用于开发

图 3 模拟传感器环境

将项目分成三个阶段，有利于我们运用最重要的技术加快概念验证 (POC) 的进展。用户界面非常重要，需要花费最长的时间进行设计和实施。我们提前设计和实施用户界面，争取在截止日期之前完成这一任务。

第二个关键领域将发挥重要的作用，它有利于我们了解最终功能 POC 的构建基础，然后在POC 流程的早期做出面向未来的决策。我们知道门禁传感器非常简单，因此可以简化传感器选择。这样能够将更多精力放在如何小规模地合理利用温度传感器，然后将其扩展至商用规模。

通过利用 Grove 传感器套件，我们可借助面向 UI 团队的功能传感器环境快速创建 POC。这样有利于快速、生动地体现布局和设计元素，并为最终的功能性用户案例提供未来框架。

图 4 启用部分传感器的开发套件

使用案例基于以下场景构建而成：

按下按钮启动使用案例（模拟开门动作）
- 将阀值温度设置为 +5 度
- 驾驶室内的纯红色 LED 指示灯亮起
- LCD：当前温度和车门状态：开启

图 5 显示车门状态

2. 触摸温度传感器，使温度上升

3. 温度高于 +5 度

蜂鸣器发出告警
红色 LED 指示灯连续闪烁
LCD 变成红色：实际温度： xx，车门状态：开启

图 6 显示高温状态

4. 触摸传感器

确认 = 关闭蜂鸣器

5. 按下按钮，关闭车门

红色 LED 指示灯连续闪烁，直至温度低于阀值温度
LCD 告警：温度： xx，车门状态：关闭
温度低于阀值温度后，红色 LED 停止闪烁，纯绿色 LED 灯亮起，LCD 变成绿色
LCD：温度： xx，车门状态：关闭

监控温度变化并向驾驶员发出告警，以降低温度敏感型货物可能遭受的损失

图 7 日志文件显示事件

图 8 预期的基准在线视图

下面的表格概述了将会被用到的传感器：

目标商用解决方案

有了基于英特尔物联网商用开发套件的操作性 POC，我们有必要确定如何继续开发商用解决方案。市场上提供有多种商用网关，其设计因目标行业的不同而有所差别。我们最关心的是 IO 选项，即如何连接传感器以提供数据源。

在本项目中，我们选用了英特尔® 物联网商用网关来支持网关设备。我们认为，它的处理能力和 IO 功能足以满足所提出的商业使用需求。

有线 Modbus 温度传感器必须可靠连接，以每隔几秒获取温度值。设备的所有通信均通过直连或以太网来执行。标准 MRAA/UPM 通用库在整个流程中不进行任何修改。

网关将用作已存数据的 web 服务器，并调用温度传感器以及时更新数据。为实现 curl 调用，可直接更新温度传感器（在借助通用库的基础上采用 C 语言编写而成）的 web 服务器。

图 9 作为演示一部分的网关（随温度传感器安装）

将代码传输至网关

正常升级商用网关会涉及到修改代码，以使其与系统提供的任何服务兼容。在这种情况下，有关概念验证的代码编写均以 Python*、HTML 和 Javascript* 来执行，以轻松达到商用级别。由于可以访问相同的 MRAA/UPM 通用库，因此代码运行方面没有任何问题。

将 Grove 传感器映射至工业传感器 - 使用 MRAA/UPM 通用库快速启动项目

将应用移植到商用产品解决方案的步骤

1.) 目标所需工业硬件

A.) 确定硬件是否需要其他通用库或应用支持

B.) 如果需要，集成通用库/软件

i. 创建 WR 层，以支持软件部署

2.) 如果商用产品硬件开始集成至现有解决方案，删除之前解决方案的代码

A.) 在概念验证过程中利用现有层级安装解决方案相关性。

i. 根据新硬件的需要进行更改

3.) 提取新老层级，并构建至 WR 运行时

基于英特尔® 网关的成品 - 应用安装和测试设置指南

将英特尔® Galileo 添加至网关的网络

在允许的短时间内，我们将第二代 Galileo 用作传感器中枢（控制器），这也许并不是最好的选择，但我们建议在这里使用工业级控制器。这一点可通过两台设备的以太网端口和一根网线来实现。由于网关的以太网接口 (eth0) 专门针对 WAN 访问而配置，因此我们需要采取其他配置步骤。可以向两台设备分配静态 IP 地址，但由于网关已安装了 DHCP，因此无需采取 Galileo 所需的其他步骤，采用自动配置即可。