基于ARM系統(tǒng)的 IoT 停車場(chǎng)系統(tǒng)演示

　　1). 簡(jiǎn)介

　　在這篇博文中，我將介紹 IoT 停車演示系統(tǒng)以及其所用到的技術(shù)。我會(huì)闡述如何使用 Azure IoT Hub 在 Azure服務(wù)和設(shè)備之間發(fā)送消息，就像我們的演示系統(tǒng)那樣。針對(duì)演示中用到的ARM系統(tǒng)模塊，我也會(huì)做簡(jiǎn)單的介紹，但是主要還是專注于 Azure IoT Hub 以及如何方便地收發(fā)消息。

　　在我們的演示系統(tǒng)有多個(gè)設(shè)備，例如：

　　./ 停車場(chǎng) 1(名為 Stretnor)

　　./ 停車場(chǎng) 2(名為 heater Parkhouse)

　　./ 公告顯示(每個(gè)停車場(chǎng)獨(dú)立設(shè)備)

　　每個(gè)停車場(chǎng)包含以下多個(gè)設(shè)備：

　　./ 閘門控制器(Toradex Colibri T30 ARM計(jì)算機(jī)模塊系統(tǒng)(基于nVidia Tegra 3)運(yùn)行 Win10 IoT)

　　./ 停車控制器(Toradex Colibri VF50 運(yùn)行ARM計(jì)算機(jī)模塊系統(tǒng)(基于NXP Vybrid)Windows Embedded Compact 2013)

　　./ 支付終端(Apalis iMX6 ARM計(jì)算機(jī)模塊系統(tǒng)(基于NXP iMX6)運(yùn)行 Linux 和 Qt)

　　./ 公告顯示(Colibri iMX6 ARM計(jì)算機(jī)模塊系統(tǒng)(基于NXP iMX6)運(yùn)行 Windows Embedded Compact 2013)

　　正如你在上面圖片中看到的，所有的通信消息通過(guò) Azure IoT Hub 發(fā)送至應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行處理。你也注意到我們?cè)?Azure 運(yùn)行了網(wǎng)頁(yè)和數(shù)據(jù)庫(kù)，但是這個(gè)篇博文只介紹 Azure IoT Hub 部分。

　　2). IoT 停車場(chǎng)演示系統(tǒng)消息流

　　由兩個(gè)基本的事件會(huì)觸發(fā)設(shè)備和 IoT Hub 之間的消息流。

　　a). 第一個(gè)事件是當(dāng)有車輛抵達(dá)閘門(參考下圖)：

　　當(dāng)車輛抵達(dá)閘門時(shí)，閘門控制器會(huì)掃描車牌，向 IoT Hub(1)發(fā)送消息。在應(yīng)用服務(wù)確認(rèn)數(shù)據(jù)后，會(huì)向閘門控制器發(fā)送消息，開啟閘門(2)。與此同時(shí)，指示停車位的消息也會(huì)發(fā)送至停車控制器(3)。停車控制器會(huì)開啟紅色 LED 燈閃爍，表示該停車位即將被占用。支付終端也將會(huì)收到消息。這個(gè)消息包括車牌號(hào)和抵達(dá)時(shí)間(4)。同時(shí)，公告顯示器收到關(guān)于該區(qū)域里所有停車位的信息(5)。

　　當(dāng)車輛停在停車位時(shí)，停車控制器停止紅色 LED 燈閃爍，向 IoT Hub 發(fā)送車輛已經(jīng)停靠的消息(6)。此時(shí)，閘門控制器被告知關(guān)閉閘門(7)。

　　b). 第二種事件是車輛離開停車位：

　　當(dāng)車輛離開停車場(chǎng)的時(shí)候，司機(jī)首先需要支付停車費(fèi)。在支付終端上，司機(jī)選擇他自己車輛的車牌后支付。請(qǐng)求支付的消息發(fā)送至 IoT Hub(1)。應(yīng)用服務(wù)計(jì)算價(jià)格，并發(fā)送到支付終端(2)。當(dāng)支付終端接收付款后，發(fā)送支付成功的消息至 IoT Hub(3)。應(yīng)用服務(wù)把車輛即將離開停車場(chǎng)的送消息發(fā)送到停車控制器(4)。停車控制器開始閃爍綠色 LED 燈。當(dāng)車輛從停車位上離開后，IoT Hub 收到車輛已經(jīng)離開的消息(5)。停車控制器打開出口閘門。在一段時(shí)間后，閘門關(guān)閉，一個(gè)指示停車位空閑的消息發(fā)送到 IoT Hub。之后，公告顯示上也更新所有停車位的信息(6)。

　　3). 例程應(yīng)用

　　在下面的例程中，我將向你演示如何方便地于 Azure IoT Hub 通信。你需要基本的 C# 知識(shí)來(lái)理解這個(gè)例程。如果你想要編譯應(yīng)用，請(qǐng)使用 Visual Studio 2015。

　　你同樣也需要 Azure 賬戶來(lái)運(yùn)行例程。你可以創(chuàng)建一個(gè)免費(fèi)的 Azure IoT Hub，并在你的 Azure IoT Hub 上創(chuàng)建設(shè)備。使用 device explorer 完成這些任務(wù)。在 這里查看 device explorer 文檔。

　　這里我將演示一個(gè)小的服務(wù)器應(yīng)用，從 IoT Hub 獲取消息并處理。代碼是很簡(jiǎn)單的，并不適用于生產(chǎn)環(huán)境。這僅僅是向你介紹如何方便地同 Azure IoT Hub 通信。在這個(gè)代碼里，我們只接收來(lái)自設(shè)備的信息，并將新的消息發(fā)送至同一個(gè)設(shè)備。

　　你需要使用你的連接字符串來(lái)修改服務(wù)器端的代碼。

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　　private const string CONNECTION_STRING = "";

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　　正如你在代碼中看到的一樣，我只調(diào)用了 TDXServerEmulator 類中的 connect 方法

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　　TDXServerEmulator ServerEmulator = new TDXServerEmulator();

　　ServerEmulator.Connect();

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　　這會(huì)處理接收和響應(yīng)消息。

　　為了使用客戶端，你需要 Azure IoT 的 URL 替換成你自己的。Device.cs.

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　　const string iotHubUrl = "";

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　　在客戶端代碼中，創(chuàng)建新的 Device 對(duì)象，注冊(cè) OnMessageReceived 事件。這能夠使你的設(shè)備收到來(lái)自 Azure IoT Hub 的所有消息。

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　　Device client1 = new Device("", "");

　　client1.OnMessageReceived += Client1_OnMessageReceived;

　　client1.Start();

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　　接下來(lái)，你可以運(yùn)行例程。兩個(gè)終端串口會(huì)在程序執(zhí)行之后出現(xiàn)。你需要等待服務(wù)器應(yīng)用連接。

　　在服務(wù)器連接后，你可以在應(yīng)用中選擇 “Send Hi” 。

　　在上面的圖片中，你可以看到客戶端發(fā)送“Hi”。服務(wù)器接收到來(lái)自客戶端的消息后，用“Hi from IoT Hub” 消息作為響應(yīng)。

　　就像你在代碼中看到的一樣，同 Azure IoT Hub 通信和發(fā)送消息是很容易的。對(duì)于復(fù)雜的應(yīng)用，還有許多可以改進(jìn)的地方，這當(dāng)然也會(huì)使得代碼變得更加復(fù)雜。

　　通過(guò)以上的代碼和解釋，你應(yīng)該可以使用 Azure IoT Hub 開發(fā)簡(jiǎn)單的應(yīng)用。所有 Toradex ARM計(jì)算機(jī)模塊 均支持 Azure IoT Hub。你可以在 這里了解 Toradex 模塊的支持類型。你也可以下載 WinCE 和 Linux SDK。