Dragonboard 410C開發板在物聯網設計中的應用

李偉　吳瓊

摘要：本文設計和實現了一種基于Dragonboard 410C開發板的物聯網實驗平臺。該平臺通過采用微信客戶端、微信公眾平臺、新浪云應用SAE和OneNET物聯網平臺相配合。利用互聯網傳輸協議，通過微信指令控制Dragonboard 410C開發板連接的硬件資源。該方案可以有效降低學生開發物聯網項目的難度，有助于學生了解物聯網體系接結構。

關鍵詞：Dragonbaord 410C;微信公眾號;OneNET云平臺;云應用SAE

中圖分類號：TP368 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）08-0139-03

0 引言

隨著智能農業、智能交通、智能家居等的快速發展，應用物聯網技術的產品也快速的走進了千家萬戶。要組建一個具有通信和交互功能的物聯網產品，需要由終端設備、網關、物聯云平臺等構成[1-3]。傳統的終端設備需要由底層開始開發，難度比較大，對于剛進入物聯網專業學習的學生來說，不易理解物聯網的體系結構，而Dragonbaord 410C開發板作為一體的物聯網終端設備，可以較好的應用在教學實踐以及創新設計中，能較好的幫助學生理解物聯網體系的應用層、網絡層，感知層的體系結構。

1 Dragonboard 410C開發板簡介

Dragonboard 410C開發板作為本系統的硬件主體平臺 它的尺寸僅有信用卡那么大。作為由高通公司開發的最前沿的物聯網硬件開發平臺，DragonBoard 410c開發板具有非常強大的性能。Dragonboard 410C開發板是首款采用Snapdragon 410處理器的硬件平臺，板載資源包括1GB LPDDR3 RAM、8GB eMMC 4.51 Flash、WiFi/BT/GPS/FM功能、60pin高速擴展接口、40pin低速擴展接口以及16pin模擬擴展接口等[4]。用戶通過將鍵盤、鼠標、顯示器等和開發板一起連接，便可構成一部卡片式計算機。該開發板不僅可以運行Linux系統，還可運行Android系統，對于物聯網產品的開發非常便利。該開發板如圖1所示。

2 基于Dragonboard 410C的實驗系統設計

基于微信控制Dragonboard 410C開發板的物聯網應用設計系統包括微信公眾號的開發、新浪云應用SAE的開發、OneNET云平臺的開發及Dragonboard 410C平臺的開發及配置。實驗系統設計的主要思路為創建一個微信公眾號并進行微信公眾號的后臺服務器配置，當用戶關注了該公眾號之后即可使用命令與后臺配置的服務器進行信息交互。當微信公眾號后臺的服務器收到用戶的相應指令并解析后，發送相應的數據到OneNET平臺所創建項目中。Dragonboard 410C開發板通過OneNET 設備接入協議和OneNET 云平臺進行信息交互，根據獲取到的數據來控制Dragonboard 410C開發板上的硬件資源，整體流程圖如圖2所示。本文以微信控制Dragonboard 410C開發板的GPIO口所連接的LED燈為例，當用戶發送開指令時連接在Dragonboard 410C開發板上的LED燈點亮，當用戶發送關指令時LED燈變滅，以此模擬微信對Dragonboard 410C開發板的硬件控制。

3 基于微信控制的Dragonboard 410C的物聯網系統開發

3.1 微信公眾號平臺開發

首先需要申請微信公眾平臺，在微信公眾平臺上注冊賬號，在注冊賬號的過程中選擇訂閱號，并按照對應的提示完善信息。完成微信公眾平臺注冊并登錄后，可以見到設置、開發等選項。進入設置選項中的公眾號設置可以設置所創建的公眾號的名稱、微信公眾號的簡介等信息。其中最為重要的是開發選項，開發選項中的基本配置是微信公眾平臺開發最為關鍵的一步，其中最重要的是設置服務器配置。服務器配置中有幾個關鍵的參數，服務器地址、令牌和消息加解密密鑰，服務器地址是開發者用來接收微信消息和事件的接口地址，在本文中設置為所創建的新浪云應用SAE的地址。令牌可以任意填寫，用作生成簽名，該令牌需要和服務器地址中的令牌進行比對，從而驗證信息的安全性。同時用戶可以選擇消息加解密方式，默認的為明文方式。一旦設置好服務器地址及令牌并提交信息后，可以驗證服務器地址的有效性，微信服務器會發送GET請求到填寫的服務器地址上并返回參數進行驗證，若返回相應參數信息則接入有效，否則為接入失敗。

3.2 新浪云應用SAE的創建

通過注冊一個賬號后登陸新浪云應用服務器，進入新浪云的網站后在頂部“控制臺”菜單下選擇下拉菜單“云應用SAE”，并創建一個新的云應用，并進行相應的配置。創建的新應用的開發語言選擇為Python，運行環境選擇為共享環境，該環境僅支持Python2.7的版本。代碼管理方式有SVN和Git兩種模式，選擇SVN模式可以同時管理多個版本的代碼，本文中選擇SVN模式。二級域名和應用名稱由用戶自己輸入，二級域名前綴由字母數字構成，應用名稱可以由中英文構成。創建的云應用默認版本為1，默認的二級域名為http：//1.輸入的二級域名前綴.applinzi.com。點擊云應用的管理選項后選擇代碼管理，點擊在線編輯可以修改代碼。

可以看到默認的代碼文件是config.yaml和index.wsgi構成。config.yaml 是新浪云SAE 的項目配置文件，在config.yaml中配置代碼主要是配置一些對應的庫文件，利用- name：webpy以及version："0.36"配置webpy包，利用-name：lxml以及version： "2.3.4"配置lxml包，從代碼中以分析出云應用的服務中即將要調用webpy和lxml包。

index.wsgi 就是wsgi接口的應用的定義文件，擴展名為.wsgi，實質為普通的Python文件。根據新浪云SAE的環境要求，需要定義一個為應用的可調用對象，在index.wsgi中配置代碼主要為導入os、sae以及web包，然后調用新創建的Interface.py文件中的所定義的服務類程序，代碼urls = （'/weixin'，'Interface1'）和新浪云應用SAE中的二級域名共同構成微信公眾號服務器的地址。即得微信服務器的地址為http：//1.db410.applinzi.com/weixin。

從微信公眾平臺開發文檔中可以看到微信公眾平臺回復微信的消息有很多種方式，文本消息、語音消息等，在本文中選擇最簡單的文本消息的回復。根據微信公眾平臺給出的.xml文件代碼進行修改，實現特定的消息返回給用戶。因此需要在云應用的代碼管理中新創建一個名為templates的文件夾，并在該文件夾中創建名為reply_text.xml的文件。使用$def with（toUser，fromUser，create Time，content）完成模板回復功能的封裝，xml相關的代碼在微信在微信公眾號開發平臺有說明。

最后在云應用的代碼管理中創建一個名為Interface.py的文件，該文件用來進行令牌驗證及根據不同的指令做出不同的回應。在該文件中利用GET方法完成和微信公眾平臺的令牌驗證，只要在該文件中的令牌和微信公眾平臺的令牌驗證一致，就可以互相通信。使用str_xml = web.data（）獲得post來的數據，并根據微信發過來的不同指令的內容做出不同的響應，做出不同的回應并回復特定消息給用戶，回復特定消息給用戶的語句為return self.render.reply_ text（fromUser， toUser， int（time.time（）），"回復給用戶的文字"） ，當指令無法識別時同樣利用上述代碼回復給用戶一個提示信息。

3.3 OneNET云平臺

OneNET云平臺是由中國移動開發的物聯網開放云平臺，包括應用域、平臺域和設備域。該平臺具有多協議接入、豐富的API支持、數據安全存儲等優點。各類終端可以使用OneNET平臺提供的多種通信協議接入網絡，實現遠程數據傳輸、數據管理等。OneNET的接入協議包括HTTP、EDP、MQTT、TCP透傳等，按照不同的數據協議，OneNET云平臺將接收到的數據解包存儲，開發應用是通過Rsetful API 的方式實現和OneNET平臺進行交互對接[5-7]。如圖3所示。

完成在OneNET物聯網平臺的的注冊以后，進入開發者中心即可創建自己的產品，其中最重要的信息為“設備接入協議”的選擇、數據流的創建以及APIKEY。在本文中設備接入協議選擇”HTTP”協議，創建的設備的ID、數據流名稱、APIKEY及設備的URL地址需一致。在使用Python2.7云應用完成的SAE的服務函數及Dragon board 410C開發板上運行的程序中都會使用這些參數。

3.4 Dragonboard 410C開發板硬件連接及網絡連接

Dragonboard 410C開發板上的LED燈的連接比較簡單，利用導線將LED燈的一個引腳接入GPIO的33引腳，另一端接入開發板的GND引腳。

整個開發過程需要和互聯網進行通信，因此需將Dragonboard 410C開發板接入到互聯網。Dragonboard 410c開發板上自帶有了WiFi連接模塊，通過對WiFi模塊進行設置即可接入到互聯網。Dragonboard 410C開發板啟動后，選擇右下角的網絡連接，選擇WiFi熱點并輸入密碼，最后點擊連接就可以將Dragonboard 410C開發板接入互聯網。Dragonboard 410c開發板上電后開始自動運行代碼，主要完成通過通信協議獲取OneNET物聯網云平臺對應的數據流。

4 系統測試

手機端的微信訂閱創建的微信公眾號后，輸入信息框分別發送“open”和“close”命令后，微信公眾號可以識別不同的命令進行自動回復，當命令超出識別范圍也可以有相應的回復信息。相應過程會存在短暫的延時，主要由網絡延時引起。發送“open”命令后，LED燈點亮;，發送“close”命令后，LED燈變滅。微信端顯示界面如圖4所示，OneNET平臺的數據流如圖5所示。

5 結語

本文設計了一種基于Dragonboard 410C開發板的物聯網實驗平臺，利用Dragonboard 410C開發板作為硬件。利用微信公眾平臺的服務器將微信發送過來的命令進行解析，然后將數據發送到OneNet云平臺，利用OneNet云平臺提供的網絡通信協議和硬件進行信息交互的物聯網實驗平臺。該平臺有助于學生深入理解物聯網的體系架構，降低開發難度，為物聯網專業的學生開展創新實踐提供支持。

參考文獻

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Application of Dragonboard 410C Board in Internet of Things Design

LI Wei1，WU Qiong2

（1.Xinjiang Agricultural University， Urumqi Xinjiang? 830052;

2.State Grid Xinjiang Electric Power Company Maintenance Company， Urumqi Xinjiang? 830052）

Abstract：This paper designs and implements an Internet of Things experimental platform based on the Dragonboard 410C board. The platform works with WeChat client， WeChat Official Accounts platform， SinaAppEngine and OneNET IoT platform. With the Internet transmission protocol， WeChat commands can control the hardware of Dragonboard 410C. This platform can effectively reduce the difficulty of IoT for students，? it also helps students understand the structure of the IoT system.

Key words：Dragonbaord 410C; WeChat Official Accounts platform; OneNET cloud platform; SinaAppEngine