stm32L4|物联网管道设计总结(4+小结)

stm32L4|物联网管道设计总结

  • 1.简要回顾物联网云管端设计思路
  • 2.管道设计的实操经验
    • 2.1明确管道设计主要任务
    • 2.2 以udp为发送协议,存入influxdb数据库
      • 2.2.1 UDP协议
      • 2.2.2 存入influxdb数据库
    • 2.3数据可以怎么处理
  • 3.复盘总结(唠唠嗑hhh)

截取了本人课程报告的相关资料内容,如需引用,请结合自己的理解,切勿直接copy,我说的也不一定对hhh。是一个非常简单的demo,作为一个阶段记录叭

1.简要回顾物联网云管端设计思路

物联网导论课上知识,华为率先提出云管端分层的思想,这样层次清晰的结构是十分利于复杂问题的开发的。

  • 感知识别层(端):对应信息生成
  • 网络构建层(管):负责信息传输
  • 管理服务层(云):负责信息处理
  • 综合应用层(用):信息综合应用
    明确我们所处的位置,更好衔接上下层关系。

2.管道设计的实操经验

这里采用的的stm32L4板子,阿里云平台服务器,influxdb数据库,grafana可视化显示。稍微简单介绍一下每一部分基本功能。

  • stm32L4(小熊派开发板),调试终端,搭载传感器拓展板,发送数据源(端)
  • 阿里云平台服务器,轻量级应用服务器,用于安装influxdb数据库,信息存储。(用啥服务器都差不多,主要是这个99新人优惠便宜够用…)
  • influxdb数据库,特征点是时序数据库,通俗理解,就是时间索引,记录不同时刻收到的值,这个特点和物联网实时数据采集十分对口,于是广泛应用于监控场景。至于使用Go写成吖balala的都是后话,先弄清最基本操作。
  • grafana可视化平台,将influxdb数据库里的数据通过各种图表方式呈现。

2.1明确管道设计主要任务

物联网管道设计设计了个啥,做事要明确目的,其实很简单,我明确为以下几点:
管道设计任务需求
管道的设计,主要是数据从nbiot发送过后,从nbiot到云端数据库的过程进行设计。明确任务分析后,便着手解决对应的问题,我们处理的操作主要是联网和数据接收存储,对应下面的解决方案。

2.2 以udp为发送协议,存入influxdb数据库

2.2.1 UDP协议

接触这个之前,还没学习计算机网络,对与协议我最直观的理解主要是TCP和UDP,课程中老师提供了基本的发送demo,就是完成基本发送到服务器,并不管你存不存。
下面展示一些 UDP发送的代码demo

# !/usr/bin/env python3
# -*-coding: UTF-8 -*-
import socketserver

class MyUDPHandler(socketserver.BaseRequestHandler):
     def handle(self):
            self.data = self.request[0]  # 接收数据。数据以字符串形式返回
            print("接收到来自{}的数据:{}".format(self.client_address, self.data))
            self.request[1].sendto(self.data, self.client_address)  # 将data发送到连接的套接字。


if __name__ == "__main__":
    HOST = "0.0.0.0"  # 服务器IP地址
    PORT = 13333     # 服务器端口号***(自定义的)***

    server = socketserver.ThreadingUDPServer((HOST, PORT), MyUDPHandler)  # 绑定服务器IP和端口号,启动监听,采用多线程
    print("UDP服务器已启动,等待接收数据...")
    server.serve_forever()

那么我是如何读懂使用的呢?
其实结构及其简单,主要就是开启服务器然后跑线程,不断调用函数监听采集的数据,清楚这个就十分好办啦。(当时我也看了很久,主要是没接触过类似代码,不过慢慢读懂,还是非常好理解的)
因为考虑到项目作为监测装置,需要快速采集,且低功耗应用,因此选用UDP。
操作方式:在服务器端运行python文件即可开启监听。

2.2.2 存入influxdb数据库

这个问题关键点是什么样的格式写入。关键代码如下:

def read_info():
    data_list = [
        {
            'measurement': 'test3',
            'tags': {'geohash': 'ws135jp',
                     'host': 'xyy'
                     },
            'fields': {
                'value': 1,  #随机写数据
            }
        },
    ]
    return data_list
client.write_points(read_info())

这是一个写入格式的函数+写入的操作,
这样写入是一种json格式(详细可查看其他资料)
转载自其他博主:
几个重要的名词介绍

  • database:数据库;
  • measurement:数据库中的表;
  • point:表里面的一行数据。

每个行记录由time(纳秒时间戳)、字段(fields)和tags组成。

  • time:每条数据记录的时间,也是数据库自动生成的主索引;
  • fields:记录各个字段的值;
  • tags:各种有索引的属性,一般用于where查询条件。
    明白大概名词就可以有基本操作了。
    将上面两个代码融合,就是发送+存入的最终代码。

2.3数据可以怎么处理

我们有三四个传感模块,为了让接收到的数据更加的可靠,效率更高且通用,经过与终端设计的协商,管道设计不同的模块发送的数据第一位采用不同前缀进行标识,后面跟对应的数值信息进行传送,然后再利用python进行切片处理和强制类型转换,将对应数值块存入不同的influxdb表格当中,由grafana对应读取表格中的数值,进行可视化数据展示。

好处:

  • 数据清晰,分到了不同的表
  • 简单,高效

缺点:

  • 如果数据长度不定,切片很难处理
  • 切片操作还是有点繁琐,需要一个个数出来,数据量大,工作量就上来了

这样的设计思路,也是和队员商量出来的,我们始终觉得还有一定的改进方案,但是目前还没有其他什么想法,希望以后学习通信相关知识,回来填坑。

3.复盘总结(唠唠嗑hhh)

10天的课程结束了,内心很复杂,感觉并没有之前想的这么兴奋。不是因为课程老师安排或者讲的不好,相反我觉得老师安排的特别好,由浅入深,体会stm32基础开发到基本可视化处理。
但是我自我感觉,我目前在这个过程中看到的可自由发挥方向太少,可能是碍于自己的眼界和技术。举个例子,我负责的是管道设计,在这个过程中熟悉了python语言设计,udp发送基本架构,数据简单处理,当然还有之前基本操作的终端调试。这些似乎不是一个发散的命题,不像java大作业那样,能够发散性思维,有系统设计美观,界面优化,用户操作逻辑等等,像一个蜿蜒不绝的路,让人忍不住一步步向前。
我起初对于stm32的理解,停留在Robomaster的电控上面,stm32电路控制,觉得是一个很酷的方向,也可能是这次主要侧重于传感器,监测方面,并没有像电机控制那样有实际的体验,让人觉得很兴奋。
最后的结课报告,我们其他小组基本上都是基于开发板监测装置,有一组是借鉴了稚晖君全息投影的应用,做的非常炫酷,搭载陀螺仪,全息投影,可变换颜色字体,配有前端显示陀螺仪状态,发送相关信息,有很高的集成度和观赏性。对于他们复刻稚晖君的想法,我挺惊讶的,就是在一个物联网设计课上会延伸到这个想法,emmmm我觉得我好像没有这个跨度。虽然都是陀螺仪(端),websocket开发作为中间管道运输,前端作为可视化展示。可以说是十分具有创新点了。我满脑子都是为什么我想不到这样的创意呢emmmm就是没能把这样的想法连接在一起呢?是我对于物联网的理解还不够全面吗?一直在自我反问。
写着一段话,我都还在很纠结,通过这样的形式,写出我现在的困惑和目前的思考。

下一阶段目标方向(时间定在国庆回来复盘):

  • 完成一项软件+硬件开源小项目(前提是便宜的那种hhh,毕竟可能只有自掏腰包了):在这里插入图片描述
    可能我在实际动手过程中,才会有新的收获,说不定能解决我现在的困惑。
  • 增强ppt制作能力:这次演示组员的ppt制作也很值得我学习,学习ppt的制作细节。
  • 技术不够心理不要有自卑或浮躁情绪,而要一种不停虚心学习的心态:这次合作的组员身上,我学习到他遇到问题,总是提醒我们不停变换思路去解决一个问题,不要死脑筋,耐心然后不停查找资料,相信搜索引擎和自己的理解能力,解决问题的办法不止一种。心态要摆好,冷静下来思考问题,灵活看待问题。对于女生偏见也好,技术不够菜鸟偏见也好。这些都是外界的声音,与我本身无关。
  • 不停朝着热爱的东西去,点亮一个个技能点!

在这里插入图片描述
稚晖君镇楼!在这里插入图片描述
以上的想法仅仅是我这个阶段的一些想法,并没有针对性,仅代表个人思考过程,我一直觉得思辨非常重要,不停复盘一个问题,找到一些新的思考方式,不断探究。

之前总会去权衡要不要去做,浪费了自己的时间,既然决定,就要行动起来。希望有一天能够成为一名机器人工程师。

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