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C++ 中的火警

Intel
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2017年6月23日

CPOL

9分钟阅读

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此智能火灾报警应用程序是物联网 (IoT) 操作指南系列代码示例练习的一部分，该系列使用 Intel® IoT 开发套件、Intel® Edison 板、Intel® IoT 网关、云平台、API 和其他技术。

获取新的 Intel® IoT 开发套件，这是一个完整的硬件和软件解决方案，使开发人员能够使用 Intel® Galileo 和 Intel® Edison 板创建令人兴奋的新解决方案。请访问英特尔® 物联网开发人员专区。

引言

此智能火灾报警应用程序是物联网 (IoT) 操作指南系列代码示例练习的一部分，该系列使用 Intel® IoT 开发套件、Intel® Edison 板、Intel® IoT 网关、云平台、API 和其他技术。

通过此练习，开发人员将学习如何：

  • 连接 Intel® Edison 板或 Intel® IoT 网关，这些计算平台专为原型设计和生产物联网和可穿戴计算产品而设计。
  • 使用 Intel® IoT 开发套件中的 MRAA 和 UPM，与 Intel® Edison 板或 Arduino 101*（在美国以外地区品牌为 Genuino 101*）板 IO 和传感器存储库接口，这是一个完整的硬件和软件解决方案，可帮助开发人员探索物联网并实施创新项目。
  • 在 Intel® System Studio IoT Edition（用于 C/C++ 和 Java* 开发的 Eclipse* IDE）中运行这些代码示例，以创建与传感器和执行器交互的应用程序，从而快速启动 Intel® Edison 板或 Intel® Galileo 板的软件开发。
  • 设置一个 Web 应用程序服务器，使用 Microsoft 的 Azure* Redis Cache、IBM Bluemix* 的 Redis Store* 或 Amazon Web Services* (AWS) 的 Elasticache*（使用 Redis*）存储火灾报警数据，这些不同的云服务用于连接 IoT 解决方案，包括数据分析、机器学习和各种生产力工具，以简化将传感器连接到云并快速启动和运行 IoT 项目的过程。
  • 调用 Twilio* API 的服务以发送短信。
  • 连接到使用 Microsoft Azure* 的 IoT Hub、IBM Bluemix* 的 IoT、Amazon Web Services (AWS)* 的 IoT、AT&T M2X*、GE 的 Predix* 或 SAP Cloud Platform* IoT 的服务器，这些是用于机器对机器通信的不同基于云的物联网平台。

它是什么

使用 Intel® Edison 板或 Intel® IoT 网关，此项目可让您创建一个智能火灾报警器，该报警器

  • 持续监控不安全的温度水平。
  • 使用蜂鸣器发出声音警报。
  • 使用 LCD 屏幕发出视觉警报。
  • 使用基于云的存储跟踪火灾报警数据。
  • 发送短信以提醒他人可能发生火灾。

工作原理

此智能火灾报警器使用 Grove* 温度传感器监测环境温度。

如果温度超过某个阈值（本例中设置为 28 摄氏度），它会通过蜂鸣器发出警报并在 LCD 上显示警报。

此外，它还可以通过 Twilio* 向指定号码发送短信，警告他们可能发生火灾危险。

可选地，数据可以使用您自己的 Microsoft Azure*、IBM Bluemix*、AT&T M2X*、AWS*、Predix* 或 SAP* 帐户存储。

硬件要求

Grove* 入门套件，包含

  1. 带有 Arduino* 扩展板的英特尔® Edison 开发板
  2. Grove Base Shield V2
  3. Grove 温度传感器
  4. Grove 蜂鸣器
  5. Grove RGB LCD

DFRobot* 适用于 Intel® Edison 的入门套件，包含

  1. 带 Arduino* breakout 板的 Intel® Edison 模块
  2. 模拟温度传感器
  3. 蜂鸣器
  4. LCD 键盘 Shield

软件要求

  1. Intel® System Studio（用于 C/C++ 和 Java* 开发的 Eclipse IDE）
  2. Microsoft Azure*、IBM Bluemix*、AT&T M2X*、AWS*、Predix* 或 SAP* 帐户（可选）
  3. Twilio* 帐户

如何设置

此示例已是 Intel® System Studio 中包含的物联网示例之一。要开始使用它，请按照以下步骤操作

  1. 从主菜单中，选择 Intel® IoT > 导入 IoT 示例。
  2. 展开树形视图，找到 C++ > 操作指南代码示例 > 火灾报警器，然后点击导入示例。
  3. 从选择窗口中选择您的开发板，然后选择 下一步。
  4. 从选择项目类型窗口中选择 Intel® IoT C/C++ 项目，然后单击 下一步。
  5. 从选择目标操作系统下拉菜单中选择 Yocto，然后单击 下一步。
  6. 下一个选项卡将要求输入连接名称和目标名称。如果您不知道这些，请单击 搜索目标。
  7. 从下拉列表中选择您的 Edison。选择 确定。
  8. 您的连接名称和目标名称应该已填写。选择 完成。
  9. 将打开一个新窗口，您需要为项目选择一个名称并单击 下一步。
  10. 您的项目源文件现在默认在 IDE 的左上方可用。

连接 Grove* 传感器

您需要将 Grove* Base Shield V2 连接到 Arduino* 兼容的扩展板，才能将所有 Grove 设备插入 Grove Base Shield V2。确保将 Grove Base Shield V2 上的微型 VCC 开关设置为 5V。

  1. 将 Grove 电缆的一端插入 Grove 温度传感器，另一端连接到 Grove Base Shield V2 上的 A0 端口。
  2. 将 Grove 电缆的一端插入 Grove 蜂鸣器，另一端连接到 Grove Base Shield V2 上的 D5 端口。
  3. 将 Grove 电缆的一端插入 Grove RGB LCD，另一端插入 Grove Base Shield V2 上的任何 I2C 端口。

连接 DFRobot* 传感器

您需要将 LCD Keypad Shield 连接到与 Arduino* 兼容的 breakout 板，才能将所有 DFRobot* 设备插入 LCD Keypad Shield。

  1. 将 DFRobot* 电缆的一端插入模拟温度传感器，另一端连接到 LCD 键盘扩展板上的 A3 端口。

  2. 将 DFRobot* 电缆的一端插入蜂鸣器，另一端连接到 LCD Keypad Shield 上的 A2 端口。

英特尔® Edison 开发板设置

此示例使用 restclient-cpp 库对远程数据服务器执行 REST 调用。代码位于 lib 目录中。restclient-cpp 库需要 libcurl 包，该包在 Intel® Edison 板上默认已安装。

此外，此示例使用 twilio-cplusplus 库对 Twilio* SMS 服务器执行 REST 调用。twilio-cplusplus 的代码可以在 lib 目录中找到。twilio-cplusplus 库需要 ssl 和 crypto 包，这些包在 Intel® Edison 板上默认已安装。

Twilio* API 密钥

要选择性地发送短信，您需要注册一个帐户并从 Twilio* 网站获取 API 密钥

https://www.twilio.com

您必须首先获取 Twilio API 密钥才能发送短信。您仍然可以运行示例，但没有短信警报。

Intel® IoT 网关设置

您可以使用连接到 Arduino 101 的 Intel® IoT 网关运行此示例。

请确保您的 Intel® IoT 网关已使用 Intel® IoT 网关软件套件设置，请按照此处网站上的说明操作

https://software.intel.com/en-us/getting-started-with-intel-iot-gateways-and-iotdk

Arduino 101 需要安装 Firmata* 固件。如果您的网关上安装了 IMRAA，这将自动完成。否则，请手动将 StandardFirmata 或 ConfigurableFirmata 草图安装到您的 Arduino 101 上。

物联网云设置

您可以选择性地使用 Microsoft Azure*、IBM Bluemix*、AT&T M2X*、AWS*、Predix* 或 SAP* 的基于云的物联网平台存储此示例程序生成的数据。

有关如何连接到您自己的云服务器的信息，请访问

https://github.com/intel-iot-devkit/iot-samples-cloud-setup

数据存储服务器设置

您可以选择将此示例程序生成的数据存储在后端数据库中，该数据库使用 Microsoft Azure*、IBM Bluemix* 或 AWS 以及 Node.js* 和 Redis* 数据存储进行部署。

有关如何设置自己的云数据服务器的信息，请访问：

https://github.com/intel-iot-devkit/intel-iot-examples-datastore

为您的硬件套件配置示例

要为正在使用的特定硬件套件（Grove* 或 DFRobot*）配置示例

  1. 从主菜单中，选择 项目 > 属性 对话框。
  2. 展开 C/C++ General 部分。
    点击 路径和符号 子部分，然后点击 符号 选项卡。
  3. 现在点击 GNU C++，然后点击 添加 按钮。
  4. 在 名称 字段中，输入“INTEL_IOT_KIT”。在 值 字段中，根据您希望使用的硬件套件，输入“GROVEKIT”（这是默认值）或“DFROBOTKIT”。
  5. 您的新名称符号和值现在将显示。点击 确定。
  6. 将出现另一个对话框，询问是否重建项目。点击 确定。

将 Intel® Edison 板连接到 Intel® System Studio

  1. 在目标 SSH 连接选项卡上，右键点击您的设备，然后选择连接。

如果提示输入用户名和密码，则用户名为 root，密码是您在配置英特尔® Edison 开发板时指定的密码。

使用云服务器运行示例

要使用可选的后端数据存储运行示例，您需要设置 SERVER 和 AUTH_TOKEN 环境变量。您可以在 Intel® System Studio 中执行此操作，如下所示

  1. 从运行菜单中，选择运行配置。
    显示运行配置对话框。

  2. 在C/C++ 远程应用程序下，点击门铃。
    这会显示应用程序的信息。

  3. 在 应用程序执行前要执行的命令 字段中，添加以下环境变量，但使用与您自己的设置对应的服务器和身份验证令牌

    <code> chmod 755 /tmp/fire-alarm; export SERVER="http://intel-iot-example-data.azurewebsites.net/logger/fire-alarm"; export AUTH_TOKEN="Enter Auth Token Here"; export TWILIO_SID="Enter Twilio SID Here"; export TWILIO_TOKEN="Enter Twilio Token Here"; export TWILIO_TO="Enter Number to Send to here Formattted 555-555-5555"; export TWILIO_FROM="Enter Number to be Sent From Here Formated 555-555-5555"
</code>

  4. 点击应用保存您的新环境变量。

现在，当您使用 运行 按钮运行程序时，它应该能够调用您的服务器以直接从 Intel® Edison 板或 Intel® IoT 网关保存数据。

在 Intel® Edison 板或 Intel® IoT 网关上运行代码

当您准备好运行示例时，单击 Intel® System Studio 顶部菜单栏中的 运行。

这将使用 Cross G++ 编译器编译程序，使用 Cross G++ 链接器链接程序，将二进制文件传输到 Intel® Edison 板或 Intel® IoT 网关，然后在其板上执行。

运行程序后，您应该会看到与下图类似的输出。

成功输出应类似于下图所示。

当程序上传到 Intel® Edison 板后，程序开始持续监测温度。如果温度超过阈值，LCD 上会显示 Fire Alarm! 消息。

当温度传感器加热时，Intel® System Studio 控制台中会显示另一条输出消息，类似于上图。这意味着您已成功发送短信警报。

重要提示：本软件是示例软件。它不设计或不打算用于任何医疗、生命救援或生命维持系统、运输系统、核系统或任何其他关键任务应用，在这些应用中，系统故障可能导致严重伤害或死亡。本软件可能未经过充分测试，可能包含错误或缺陷；它可能不打算或不适合商业发布。本软件尚未获得任何监管批准，因此本软件可能未获得在某些国家或环境中使用的认证。

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