第13章 Linux上位機(jī)開發(fā)

13.1 功能分析與最終源碼

最終源碼在如下目錄里：

13.1.1 硬件連接

參考《11.5 Modbus RTU客戶端編程與實(shí)驗(yàn)》連接TTL轉(zhuǎn)485模塊，連接Modbus RTU傳感器。在板子上先插上USB鼠標(biāo)，連接HDMI顯示器，然后啟動(dòng)開發(fā)板。

13.1.2 運(yùn)行程序

把網(wǎng)盤中如下可執(zhí)行程序放到板子上，假設(shè)放在/mnt目錄下：

解壓后，它里面有2個(gè)目錄：mnt里存放應(yīng)用程序，usr目錄下存放庫文件。在板子上執(zhí)行如下命令：

左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

# cd /mnt
# tar xjf apps.tar.bz2
# ls
mnt usr
# cd apps
# cp -rfd * /

移除出廠自帶的GUI，在開發(fā)板執(zhí)行如下命令：

左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

# mv /etc/systemd/system/myir.service /home/root
# reboot

然后運(yùn)行如下命令啟動(dòng)程序：

左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

# cd /mnt
# echo 0 > /proc/sys/kernel/printk // 關(guān)閉內(nèi)核打印信息
# ./modbus_server_tcp 127.0.0.1 & // 運(yùn)行模擬 modbus rtu 協(xié)議傳感器的程序
# ./control_center server & // 運(yùn)行后臺(tái)程序
# ./demo_lv_modbus_tool & // 運(yùn)行前臺(tái)程序
# ./mqtt_client_app // 運(yùn)行 MQTT 程序

執(zhí)行上述命令后，可以在HDMI界面看到操作界面。參考《13.1.4界面》，使用鼠標(biāo)在控制界面上添加點(diǎn)、設(shè)置MQTT信息。然后就可以通過界面觀察、控制傳感器了。

要使用MQTT，需要先學(xué)習(xí)《13.6 MQTT開發(fā)基礎(chǔ)》：

①在開發(fā)板界面設(shè)置MQTT信息

②啟動(dòng)MQTT Broker

③MQTT客戶端可以如下設(shè)置：

在MQTT客戶端，訂閱“iot/up”主題的信息。

要控制傳感器，需要在顯示屏控制界面添加“點(diǎn)”，才能發(fā)布“iot/down”主題的信息去控制這個(gè)點(diǎn)，信息格式如下（注意大小寫）：

左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

{"port_info": "/dev/ttySC4,115200,8N1","dev_addr": 3,"reg_addr": 0,"reg_type": "0x",
"value": 0}

13.1.3 從源碼編譯程序

先配置環(huán)境，在Ubuntu執(zhí)行：

左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

$ source /opt/remi-sdk/environment-setup-aarch64-poky-linux

1. 編譯libev庫

操作命令如下：

左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

$ tar xjf libev.tar.bz2
$ cd libev/
$ ./configure --prefix=$PWD/tmp --host=aarch64-poky-linux CFLAGS="-mtune=cortex-a55
-fstack-protector-strong -D_FORTIFY_SOURCE=2 -Wformat -Wformat-s
ecurity -Werror=format-security --sysroot=/opt/remi-sdk/sysroots/a
arch64-poky-linux"
$ make -j 16
$ make install
$ ls tmp/
include lib share
$ sudo cp -rf tmp/include/* /opt/remi-sdk/sysroots/aarch64-poky-linux/usr/include/
$ sudo cp -rfd tmp/lib/* /opt/remi-sdk/sysroots/aarch64-poky-linux/usr/lib64/

把庫復(fù)制到開發(fā)板上，在Ubuntu上執(zhí)行如下命令：

左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

$ scp tmp/lib/*so* root@192.168.5.9:/usr/lib64/

2. 編譯jsonrpc庫

操作命令如下：

左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

$ tar xjf jsonrpc-c.tar.bz2
$ cd jsonrpc-c/
$ autoreconf -i
$ ./configure --prefix=$PWD/tmp --host=aarch64-poky-linux CFLAGS="-mtune=cortex-a55
-fstack-protector-strong -D_FORTIFY_SOURCE=2 -Wformat -Wformat-s
ecurity -Werror=format-security --sysroot=/opt/remi-sdk/sysroots/a
arch64-poky-linux"
$ make -j 16
$ make install
$ ls tmp/
include lib
$ sudo cp -rf tmp/include/* /opt/remi-sdk/sysroots/aarch64-poky-linux/usr/include/
$ sudo cp -rfd tmp/lib/* /opt/remi-sdk/sysroots/aarch64-poky-linux/usr/lib64/

把庫復(fù)制到開發(fā)板上，在Ubuntu上執(zhí)行如下命令：

左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

$ scp tmp/lib/*so* root@192.168.5.9:/usr/lib64/

3. 編譯libmodbus庫

參考《11.4.1 編譯安裝》。

4. 編譯MQTT庫

參考《13.6.5 MQTT測試程序上機(jī)實(shí)驗(yàn)》。

5. 編譯LVGL程序

操作命令如下：

左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

$ tar xjf demo_lv_modbus_tool.tar.bz2
$ cd demo_lv_modbus_tool/
$ mkdir build
$ cd build
$ cmake ..
$ make -j 16
$ ls ../bin/
demo_lv_modbus_tool

6. 編譯后臺(tái)程序

操作命令如下：

$ tar xzf control_center.tar.bz2
$ cd control_center
$ make

生成“control_center”可執(zhí)行程序。

7. 編譯MQTT程序

操作命令如下：

$ tar xjf mqtt_client.tar.bz2
$ cd mqtt_client
$ make

生成“mqtt_client_app”可執(zhí)行程序。

8. 編譯Modbus TCP程序

操作命令如下：

左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

$ tar xjf modbus_client.tar.bz2
$ cd modbus_client
$ make

生成“modbus_server_tcp”可執(zhí)行程序。

13.1.4 界面

在前臺(tái)程序，可以增加、修改、刪除“點(diǎn)”（“點(diǎn)”是工業(yè)控制領(lǐng)域的概念，參考《13.2.2前后臺(tái)的交互》）。可以讀取“點(diǎn)”、寫“點(diǎn)”。還可以設(shè)置MQTT參數(shù)、升級(jí)某個(gè)傳感器程序。

1. 整體界面

運(yùn)行程序后，會(huì)根據(jù)“/etc/control.cfg”生成界面。第1次運(yùn)行程序是沒有“/etc/control.cfg”文件，你在屏幕上看到的是空白界面。如果“/etc/control.cfg”內(nèi)容如下：

左右滑動(dòng)查看完整內(nèi)容

{"port_info": "/dev/ttySC4,115200,8N1", "dev_addr": 3, "reg_addr": 0, "reg_type": "0x
", "period": 300}
{"port_info": "/dev/ttySC4,115200,8N1", "dev_addr": 3, "reg_addr": 1, "reg_type": "3x
", "period": 300}
{"port_info": "/dev/ttySC4,115200,8N1", "dev_addr": 3, "reg_addr": 0, "reg_type": "3x
", "period": 300}
{"broker": "192.168.5.10", "port": 1883, "client_id": "dev_019999", "user": "100ask99
", "password": "100asktech99", "publish": "/iot/up", "subcribe": "
/iot/down"}

則可以看到如下界面：

2. 添加/設(shè)置點(diǎn)位

點(diǎn)擊右上角的加號(hào)，可以添加一個(gè)“點(diǎn)位”，界面如下（可以選擇使用RTU協(xié)議或TCP協(xié)議，可以設(shè)置讀取周期，可以設(shè)置設(shè)備地址、寄存器地址、寄存器類別）：

3. MQTT設(shè)置界面

點(diǎn)擊“MQTT Setting”后，設(shè)置界面如下：

3. 升級(jí)傳感器

點(diǎn)擊“Update”后，界面如下：

本界面僅供演示，并未實(shí)現(xiàn)升級(jí)功能：因?yàn)閭鞲衅魅绾紊?jí)，取決于傳感器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，我們無法得知升級(jí)方法。