阿里云IoT存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)發(fā)K210芯片數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

朱鵬

關(guān)鍵詞：K210；物聯(lián)網(wǎng)；阿里云

1引言

我國(guó)正處于物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的時(shí)期，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到社會(huì)、生活的各個(gè)方面，對(duì)人們的影響也越來(lái)越大。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用離不開(kāi)軟硬件技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，嵌入式硬件設(shè)備可以對(duì)實(shí)際物理場(chǎng)景進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，軟件產(chǎn)品將嵌入式硬件設(shè)備采集的數(shù)據(jù)對(duì)物理場(chǎng)景進(jìn)行虛擬模擬并向用戶展示，有利于用戶對(duì)實(shí)際場(chǎng)景的了解和掌控，真正將信息技術(shù)應(yīng)用到社會(huì)生活中。

2軟硬件設(shè)備

2.1MAIX Dock K210開(kāi)發(fā)板

本平臺(tái)基于開(kāi)源MAIX Dock K210開(kāi)發(fā)板。MAIX Dock開(kāi)發(fā)板是SiPEED公司MAIX產(chǎn)品線的一員，是一款基于嘉楠堪智科技的邊緣智能計(jì)算芯片K210（RISC-V架構(gòu)64位雙核）設(shè)計(jì)的AIOT開(kāi)發(fā)板。該開(kāi)發(fā)板使用“模塊+底板”方式設(shè)計(jì)，具有簡(jiǎn)易、小巧的特征，板載Type-C接口和USB-UART電路，用戶可以直接通過(guò)USB Type-C線連接計(jì)算機(jī)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，配置128 Mbit Flash，LCD，DVP，Micro SD卡等接口，并把所有10引出，方便用戶擴(kuò)展。

2.2MaixPy軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)

MaixPy是一個(gè)為了簡(jiǎn)化AIOT應(yīng)用編程而誕生的開(kāi)發(fā)套件，讓開(kāi)發(fā)者可以使用簡(jiǎn)單的Micropython語(yǔ)法開(kāi)發(fā)平臺(tái)，其內(nèi)置功能庫(kù)豐富，并基于性能強(qiáng)大且價(jià)格低廉的帶硬件A！加速的雙核RISC-V芯片，可以快速進(jìn)行AIOT應(yīng)用驗(yàn)證和開(kāi)發(fā)。MaixPy不僅支持常規(guī)MCU功能，同日寸更擅長(zhǎng)機(jī)器視覺(jué)、機(jī)器聽(tīng)覺(jué)，如人臉識(shí)別、物體識(shí)別、麥克風(fēng)陣列應(yīng)用等。

2.3MQTT物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議

MQTT物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議是為物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景設(shè)計(jì)的基于TCP的pub/sub協(xié)議，是基于發(fā)布／訂閱模式的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，具有簡(jiǎn)單易用、支持QoS、報(bào)文小、輕量、節(jié)省帶寬、不關(guān)心數(shù)據(jù)具體格式、可以日寸刻感知設(shè)備是否在線等特點(diǎn)。圖1為MQTT協(xié)議圖。

3阿里云物聯(lián)網(wǎng)控制平臺(tái)

阿里云物聯(lián)網(wǎng)控制平臺(tái)是一個(gè)集成了設(shè)備管理、數(shù)據(jù)安全通信和消息訂閱等能力的一體化平臺(tái)。其向下支持連接海量設(shè)備，采集設(shè)備數(shù)據(jù)上云；向上提供云端API，服務(wù)端可通過(guò)調(diào)用云端API將指令下發(fā)至設(shè)備端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。阿里云物聯(lián)網(wǎng)控制平臺(tái)與設(shè)備、服務(wù)端、客戶端的消息通信流程如圖2所示。

4將終端獲取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨⒗镌破脚_(tái)

（1）使用MAIX Dock K210板載ESP8285連接Wi-Fi，部分代碼如下：

阿里云物聯(lián)網(wǎng)控制平臺(tái)通過(guò)MQTT獲取終端數(shù)據(jù)。圖3為阿里云物聯(lián)網(wǎng)控制平臺(tái)界面。

5桌面端獲取阿里云物聯(lián)網(wǎng)控制平臺(tái)中的數(shù)據(jù)

桌面程序使用Python來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)MQTT來(lái)獲取阿里云物聯(lián)網(wǎng)控制平臺(tái)的數(shù)據(jù)，部分代碼如下：

6連接測(cè)試

在MaixPy IDE程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)中編寫Python物聯(lián)網(wǎng)程序，獲取終端數(shù)據(jù)，使用MAIX Dock K210人工智能開(kāi)發(fā)板板載ESP8285來(lái)連接周圍已聯(lián)網(wǎng)的Wi-Fi設(shè)備，并將程序燒錄到開(kāi)發(fā)板中。在阿里云物聯(lián)網(wǎng)控制平臺(tái)配置虛擬設(shè)備，并配置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，先進(jìn)行虛擬設(shè)備在線調(diào)試，再真實(shí)連接底層的終端物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

應(yīng)用端也采用Python語(yǔ)言進(jìn)行編程，通過(guò)MQTT協(xié)議和阿里云物聯(lián)網(wǎng)控制平臺(tái)提供的對(duì)外API獲取終端上傳的數(shù)據(jù)，然后以圖表的形式展示給用戶。硬件連接測(cè)試如圖4所示。

7結(jié)束語(yǔ)

本文將MAIX Dock K210人工智能開(kāi)發(fā)板作為終端數(shù)據(jù)采集設(shè)備，并介紹了此開(kāi)發(fā)板的特點(diǎn)，著重論述利用阿里云物聯(lián)網(wǎng)控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用，同時(shí)提供終端和應(yīng)用端的具體實(shí)現(xiàn)代碼，總體上實(shí)現(xiàn)了預(yù)想的方案。但是，本文研究只針對(duì)傳輸終端采集的離散數(shù)據(jù)，并不能將終端采集的語(yǔ)音和視頻等數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨⒗镌莆锫?lián)網(wǎng)控制平臺(tái)，進(jìn)而轉(zhuǎn)發(fā)給應(yīng)用終端，后續(xù)將繼續(xù)開(kāi)展相關(guān)研究。