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news 2025/7/2 3:28:32

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HTTP版RTU（支持GNSS）項目概述

RTU（Remote Terminal Unit），中文即遠程終端控制系統(tǒng)，負責對現(xiàn)場信號、工業(yè)設備的監(jiān)測和控制。RTU是構成企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)的核心裝置，通常由信號輸入/出模塊、微處理器、有線/無線通訊設備、電源及外殼等組成，由微處理器控制，并支持網(wǎng)絡系統(tǒng)。它實現(xiàn)企業(yè)中央監(jiān)控與調度系統(tǒng)對生產現(xiàn)場一次儀表的遙測、遙控、遙信和遙調等功能。RTU可以實現(xiàn)遠程測控設備，通過控制現(xiàn)場IO控制現(xiàn)場設備運行。

產品定義描述

產品功能定義：

傳統(tǒng)設備需接入云平臺，在不改變其自身的條件下，通過串口連接一個可連接服務器的設備，以便在不修改傳統(tǒng)設備的情況下，為其賦予上云功能。

HTTP RTU+GNSS 版本的 RTU 具備 5*6 貼片卡/外置 SIM 卡/全網(wǎng)通卡功能，支持北斗/GPS 定位，支持卡基站定位，內置看門狗，掉線自動恢復。其配備標準工業(yè) RS232/485 接口，支持 6-20V 寬電壓輸入，支持 5 路 DO，5 路 DI，1 路 AI。

HTTP RTU+GNSS 版本的 RTU 為用戶提供標準固件及對應源碼，以及 HTTP 透傳、GNSS、DI、DO、AI 等功能的操作例程。用戶可借此快速了解如何從 0 開始開發(fā)項目，快速完成產品功能定義，加快開發(fā)進程。

產品硬件分析框圖：

系統(tǒng)框圖

功能簡介

電源：為 SOM 核心板+底板和擴展外設提供電源。
SOM 核心板+底板：作為產品的核心部分。
上位機：用于配置設備參數(shù)。
4G 天線：用于信號的接收和發(fā)送。
DI/DO：開關量輸入和輸出。
AI：模擬輸入。
SOM 板和底板之間的接口使用板對板連接器。

硬件資料包括，SOM板原理圖和PCB，主板原理圖和PCB，部分組件資料。

硬件設計原理圖、Layout圖、BOM信息等資料詳情點擊下面鏈接🔗：硬件開發(fā)部分

產品核心板資料和產品datesheet點擊如下鏈接🔗：1）AM430EV5 SOM板1（5*6卡）2）Datasheet

也可以購買標準硬件進行軟件開發(fā)，購買鏈接：

https://item.taobao.com/item.htm?id=768412868192&spm=a1z10.1-c-s.w4004-25306266394.3.7c4517edPbkQLY

軟件開發(fā)分析：

開發(fā)一個項目時會產生大量代碼。通常，項目開發(fā)人員會將項目功能拆分成一個個功能點，然后逐一實現(xiàn)，最后合并成最終的產品代碼。

產品軟件流程分析

我們的目標是研發(fā)一款 RTU（遠程終端單元）。RTU 是一種針對通信距離較長和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣而設計的具有模塊化結構的特殊計算機測控單元，用于將末端檢測儀表和執(zhí)行機構與遠程調控中心的主計算機連接起來。

該項目實現(xiàn)的功能有：

通過 AT 指令配置設備運行參數(shù)，包括服務器連接 IP、端口號、心跳包開啟/關閉、心跳包內容、注冊包模式、注冊包內容以及復位和查詢相關配置參數(shù)指令。
可隨時選擇進入或退出透傳模式。
具備心跳保持功能，心跳間隔可配置。
具備網(wǎng)絡重連功能。
理論上可發(fā)送無限長度數(shù)據(jù)包。
波特率固定為 115200，也可根據(jù)客戶需求定制。
支持網(wǎng)絡 AT 指令和 JSON 協(xié)議配置功能，可通過服務器下發(fā)遠程 AT 指令進行配置。
支持遠程升級。
支持 5 路數(shù)字輸入（DI），DI 可配置為上拉/下拉、初始電平、主動上報、定時上報，還可單獨讀取某一路或同時讀取 5 路。
支持 5 路數(shù)字輸出（DO），包含上拉/下拉、初始電平、重啟狀態(tài)，可單獨設置某一路的輸出電平，也可同時設置 5 路的輸出電平。
支持 1 路模擬輸入（AI），可采集 4-20mA 的電流，可配置閾值，根據(jù)配置觸發(fā)報警，周期上報。
鬧鐘功能，DO 可定時執(zhí)行設置動作。
支持 IO 聯(lián)動，DI/AI 作為輸入源，DO 跟隨動作，包括正向跟隨、反向跟隨 DI，以及在閾值內、閾值外執(zhí)行相應動作。

根據(jù) RTU 應具備的功能，代碼可分為數(shù)據(jù)存儲模塊、AT 指令模塊、切卡模塊、透傳模式切換模塊、TCP 模塊、心跳模塊、掉線重連模塊、GNSS 模塊、DI 模塊、DO 模塊、AI 模塊、JSON 模塊、鬧鐘模塊。

模塊內拆解的功能點分析

模塊是將具有相似功能的代碼組織到同一個源文件中。每個功能都被視為一個功能點，不同功能點的組合構成了模塊的主要功能。

數(shù)據(jù)存儲功能點：包括文件創(chuàng)建、初始化、讀寫和關閉等操作。
AT 指令功能點：包括串口初始化、串口數(shù)據(jù)接收、發(fā)送、數(shù)據(jù)分析以及 AT 指令解析。
切卡功能點：包括 GPIO 初始化和復位切卡操作。
透傳模式切換功能點：包括串口初始化、串口數(shù)據(jù)接收、發(fā)送、數(shù)據(jù)分析以及切換模式操作。
掉線重連功能點：包括連接狀態(tài)檢測和掉線重連操作。
TCP 功能點：包括參數(shù)配置、創(chuàng)建 Socket、連接服務器、發(fā)送和接收數(shù)據(jù)等操作。
心跳功能點：包括參數(shù)配置和定時發(fā)送操作。
GNSS 功能點：包括參數(shù)配置、串口初始化、串口數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)分析、模式切換以及定時上報操作。
DI 功能點：包括參數(shù)配置、GPIO 初始化、中斷檢測、模式切換、定時上報和中斷上報操作。
AI 功能點：包括參數(shù)配置、ADC 接口初始化、電流計算、定時上報操作。
DO 功能點：包括參數(shù)配置、GPIO 初始化、模式切換、定時上報、跟隨 DI 或 AI 操作。
鬧鐘功能點：包括參數(shù)配置、定時和超時動作操作。
JSON 功能點：包括數(shù)據(jù)接收、解析和發(fā)送操作。

上述模塊功能點的順序大致是按照依賴關系排列的，下面講述的模塊實現(xiàn)可能需要基于上述功能點來完成。

開發(fā)過程（基于紅豆平臺搭樂高模式開發(fā)）

根據(jù)上述分析，開發(fā)過程即為實現(xiàn)一個個功能點，再由數(shù)個功能點組成一個模塊，最終由數(shù)個模塊完成整個項目的開發(fā)。開發(fā)過程將從核心功能點驗證、完整代碼詳解和調試三個章節(jié)展開，詳細介紹如何使用服務層 API 或應用層組件中的代碼來實現(xiàn)功能點和模塊，從而完成整個項目。在軟件開發(fā)部分，我們對這個開源項目進行了模塊劃分，并對每個模塊拆解出相應的功能點。在本章節(jié)中，我們將對所有功能點進行逐一驗證，拼接出我們最終的 RTU 產品代碼。

本產品基于以上軟件分析共涉及以下 13 個功能模塊：數(shù)據(jù)存儲模塊、AT 指令模塊、切卡模塊、透傳模式切換模塊、TCP 模塊、心跳模塊、掉線重連模塊、GNSS 模塊、DI 模塊、DO 模塊、AI 模塊、JSON 模塊和鬧鐘模塊。