树莓派如何与物联网平台交互（搭建一个树莓派网关）（一）

一、功能描述

​树莓派网关采集485温湿度传感器以及485门磁开关状态数据上报到涂鸦云平台；同时收到云端的指令，树莓派网关处理之后，控制继电器动作，同时继电器返回当前的状态给云端。

树莓派与涂鸦云平台交互代码：demo1下载地址
树莓派与485子设备通信代码： demo2下载地址

二、硬件准备

1. 树莓派（Pi4B）

   

​树莓派有两个串口可以使用，一个是硬件串口（/dev/ttyAMA0），另一个是mini串口（/dev/ttyS0）。硬件串口有单独的波特率时钟源，性能好，稳定性强；mini串口功能简单，稳定性较差，波特率由CPU内核时钟提供，受内核时钟影响。树莓派（3/4代）板载蓝牙模块，默认的硬件串口是分配给蓝牙模块使用的，而性能较差的mini串口是分配给GPIO串口 TXD0、RXD0。

​在默认状态下，serial0(就是GPIO14，GPIO15)是映射到ttyS0的（就是mini串口：/dev/ttyS0），ttyS0的特点是其工作时钟来自于CPU，CPU的时钟呢又是从600MHZ到1.5Ghz动态变化的，所以这个串口经常会因为时钟频率发生变化而发生错误，因此下面我没有用此串口和子设备通信。serial1（跟板载蓝牙相连）映射到ttyAMA0，ttyAMA0是硬件串口，它的时钟频不受CPU影响，因此下面树莓派和子设备通信采用了硬件串口（ttyAMA0）。
通过配置交换映射关系，把硬件串口ttyAMA0映射到（GPIO14，GPIO15）上。

最终映射结果可以通过执行命令：ls -l /dev来查看，发现串口 ttyAMA0设备节点以及ttyS0设备节点已经交换。

2. 485转TTL模块

DIR这个管脚控制485转TTL模块发送与接收的，当DIR高电平的时候为发送模式，当DIR为低电平的时候为接收模式。
3. 路由器（可选）
树莓派可以连接路由器，也可以连接手机WIFI热点，打开SSH服务。（具体可以参照下面所述登陆树莓派的方法）
4. 继电器模块（485通信）

5. 温湿度传感器（485通信）

6. 门磁开关（485通信）

​ Modbus-Rtu 9600

7. 电源设备（使用树莓派配置的电源插座即可）

三、硬件连接

四、登陆树莓派

​ 如果没有了屏幕，就必须通过网络来登录和控制树莓派电脑，因此必须要有网络支持。我们可以通过手机开WiFi热点，然后修改树莓派的配置文件来连接手机网络，并且打开SSH服务（笔记本电脑也要连接手机的WiFi热点）或者把树莓派通过网线连接到路由器，电脑连接路由器的无线网，使得树莓派和电脑在一个局域网内，并且打开SSH服务。下面分享两种基于SSH网络登陆树莓派的方式。

1、利用路由器搭建局域网登陆树莓派

​ （1）用路由器搭建局域网，电脑无线或有线方式连接路由器，树莓派用网线连接路由器。一般来说，Raspberry会配置为DHCP，自动获取IP。
​ （2）登陆路由器，查看Raspberry的IP地址，在电脑的CMD下ping该IP地址，能够ping通。
​ （3）在SSH客户端输入该IP和端口号22，登陆Raspberry，输入用户名和密码即可。

2、电脑无线端口共享给有线端口登陆树莓派

​ 当没有路由器或者已连接但无法知道树莓派的确切IP怎么办，可以通过电脑的双网卡进行分配。一般来说，现在的电脑都支持双网卡，一个有线一个无线，那么可以直接将网线把电脑网口和树莓派网口连接起来，配置电脑的无线接口共享给有线网卡，并对有线网卡进行网络共享。前提是需要设置有线网卡的IPV4为DHCP模式。具体步骤如下：

​ （1）打开“网络和Internet”选项->更改适配器选项->WLAN属性->共享->允许其他用户通过此计算机的Internet连接来连接->选择有线网卡。（ 手机开WIFI热点连接时，选择以太网。）
​ （2）设置有线网卡IPv4自动获取IP
​ （3）cmd 输入arp -a 查看以192.168.137.1 为网关的列表中出现的树莓派端口，通过插拔网线的方式，看多了哪一个IP，那个就是树莓派的IP。
​ （4）启用ssh，端口22, 访问ip为192.168.137.239
​ （5）连接SSH，输入用户名和密码即可。

五、产品创建

需要在涂鸦 IoT 开发平台创建产品，获取授权信息，然后将产品和授权相关信息写入到代码中，实现接入涂鸦云，详细步骤如下：

1、网关设备的创建

• 登录涂鸦 IoT 工作台后，单击 创建产品 并选择 行业解决方案>智慧工业>工业网关品类。

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• 选择TuyaLink自定义方案，输入产品名称，设备类型选择网关设备，数据协议选择涂鸦标准协议，通讯协议选择以太网，点击创建产品。

  

• 在 功能定义 界面，单击 添加功能 并填写相关参数，完成产品功能定义。（根据要实现的设备功能，创建好DP功能点）

  
  

• 在 设备开发 界面，选择并下载 SDK 方案，单击 下一步 进入激活信息获取页面。
  

• 涂鸦提供免费的授权码供测试使用，您可以免费领取 2 个激活码，领取成功后，点击注册设备，即完成设备注册，设备相应信息会显示在下方

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• 将注册的设备信息，填写到 examples/data_model_basic_demo/data_model_basic_demo.c 文件中，编译并运行 Demo 即可连接涂鸦云，关于编译的具体流程，请参考下文 编译执行 章节内容。

  

  改之前：
  const char productId[] = "3jbcpefnn1jxxxxx";
  const char deviceId[] = "6ced2aa564727c01xxxxx";
  const char deviceSecret[] = "ac5d367db39xxxxx";
  改之后：
  const char productId[] = "t1tlm6p13aoxxxxx";
  const char deviceId[] = "6cf918e90b12f7b1fxxxxx";
  const char deviceSecret[] = "a5f23a3fb34xxxxx";
  注意：根据自己创建的网关产品PID,设备ID,设备密钥进行更改。
  

2、485子设备的创建

• ​ 子设备的创建同上，只有操作到如下图的步骤时，按照下图圈出来的更改即可。

  

• 子设备创建完成后如下图，在网关设备创建的时候，DP点已经创建，这里不需要再创建。