開發(fā)實(shí)戰(zhàn)：智能高精度工業(yè)儀表

本教程開發(fā)基于機(jī)智云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、工業(yè)級(jí)Cat.1 DTU GC511、機(jī)智云Demo APP，采用RS-485單相電表，實(shí)現(xiàn)工業(yè)場(chǎng)景的工業(yè)儀表測(cè)量，可廣泛應(yīng)用于智慧園區(qū)能耗監(jiān)控，公寓遠(yuǎn)程抄表，智慧工廠能耗管理等多個(gè)領(lǐng)域。

通過機(jī)智云DTU，實(shí)現(xiàn)工業(yè)電表簡(jiǎn)單快速上云，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程分合閘，輕松實(shí)現(xiàn)斷電/供電管理，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)可視化。同時(shí)可自定義報(bào)警配置，及時(shí)報(bào)警和推送至手機(jī)APP，并通過手機(jī)查看歷史數(shù)據(jù)分析。

1.1.主要軟硬件介紹

ZZ-DDSD5801單相導(dǎo)軌式電能表主要用于計(jì)量低壓網(wǎng)絡(luò)的單相有功電能，同時(shí)可測(cè)量電壓、電流、功率等電量，采用LCD大屏顯示，具有RS485通訊功能，485遠(yuǎn)程分合閘功能，方便用戶進(jìn)行用電監(jiān)測(cè)、集抄和遠(yuǎn)程斷電控制?？伸`活安裝于配電箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同區(qū)域和不同負(fù)荷的分項(xiàng)電能計(jì)量。產(chǎn)品符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17215.321-2008和國(guó)際IEC62053-21的設(shè)計(jì)要求。從專用計(jì)量芯片、國(guó)際品牌關(guān)鍵元器件，到阻燃外殼，由內(nèi)到外，全方位保障產(chǎn)品的高精度計(jì)量、高可靠性應(yīng)用。

機(jī)智云Cat.1 DTU GC511是一款高性能、低功耗、多頻段物聯(lián)網(wǎng)無線數(shù)傳單元，秉承機(jī)智云工業(yè)級(jí)DTU研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，硬件設(shè)計(jì)上采用支持Cat.1的ML302無線通訊模塊，具備5-24V寬壓電源、插拔SIM、485串口、TTL串口、硬件看門狗等必要功能，主板通過串口通訊可快速實(shí)現(xiàn)與云端的通訊連接。同時(shí)GC511集成了STM32 MCU，用戶可方便地實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換、擴(kuò)展等功能。

機(jī)智云Demo App是全球首款loT設(shè)備通用調(diào)試工具，可根據(jù)開發(fā)者自定義的產(chǎn)品功能，自動(dòng)生成可響應(yīng)的控制頁(yè)面。開發(fā)者在機(jī)智云平臺(tái)開發(fā)智能硬件時(shí)，可以很方便地使用該App對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證。此APP有完整的用戶注冊(cè)、登陸和注銷流程，并且可以完成機(jī)智云智能硬件的配置入網(wǎng)、設(shè)備搜索、設(shè)備綁定、設(shè)備登錄、設(shè)備控制、遠(yuǎn)程控制、狀態(tài)更新、本地遠(yuǎn)程切換等基本設(shè)備操作。在手機(jī)應(yīng)用商店搜索“機(jī)智云”即可下載。

機(jī)智云自助開發(fā)平臺(tái)作為一個(gè)零門檻、超低代碼的IoT開發(fā)平臺(tái)，通過傻瓜化的自助工具、在線可視化開發(fā)環(huán)境、圖形化開發(fā)界面、完善的SDK與API服務(wù)能力，最大限度降低了物聯(lián)網(wǎng)硬件開發(fā)的技術(shù)門檻，讓開發(fā)者不必再煩惱底層架構(gòu)設(shè)計(jì)，可在短時(shí)間內(nèi)開發(fā)出兼容PC、Pad、手機(jī)等多端適配的產(chǎn)品，以及適配企業(yè)業(yè)務(wù)特性的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。

1.2.電表通訊方式

ZZ-DDSD5801單相導(dǎo)軌式電能表主要采用RS485接口作為通訊接口，采用工業(yè)常用的ModbusRTU協(xié)議，兼容DL/T645-2007標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

1.3.電表接線

與機(jī)智云DTU的接線主要采用RS485接線的方式，只需要接A和B即可。和空開接線如下圖所示，和空開接線進(jìn)出線以及相線和零線不能接反，否則將無法工作。

2.1.ZZ-DDSD5801單向軌道式電表功能以及對(duì)應(yīng)的協(xié)議

2.2.機(jī)智云云平臺(tái)生成協(xié)議代碼流程

a.進(jìn)入機(jī)智云開發(fā)者中心 dev.gizwits.com

b.創(chuàng)建一個(gè)工業(yè)電表產(chǎn)品

c.給產(chǎn)品添加對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)

d.MCU開發(fā)生成STM32F103C8X協(xié)議代碼包，然后下載MCU代碼包

關(guān)于機(jī)智云MCU代碼自動(dòng)生成服務(wù)：是為了降低開發(fā)者的開發(fā)門檻，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)資源投入，機(jī)智云推出了代碼自動(dòng)生成服務(wù)。云端會(huì)根據(jù)產(chǎn)品定義的數(shù)據(jù)點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的設(shè)備端代碼。登陸機(jī)智云開發(fā)平臺(tái)dev.gizwits.com可免費(fèi)使用本功能服務(wù)。

相應(yīng)的MCU代碼生成界面：

2.3.MCU協(xié)議部分代碼的實(shí)現(xiàn)（下載MCU代碼包后）

2.3.a.采用CUBEMX來進(jìn)行ModbusRTU引腳以及串口參數(shù)的初始化。PB2為485芯片使能引腳，初始化為默認(rèn)發(fā)送模式。將串口3設(shè)為RS485通訊串口，波特率為9600。打開串口接受中斷。

2.3.b.將CUBEMX構(gòu)建好的代碼用keil打開，在項(xiàng)目的gizwits product.c文件里面的HAL_UART_RxCpltCal Iback和uartInit函數(shù)對(duì)RS485串口進(jìn)行相關(guān)的接收緩存處理。

2.3.c. 根據(jù)前面協(xié)議，我們對(duì)云端下發(fā)的合閘拉閘進(jìn)行處理，在自動(dòng)生成的代碼里面，gizwits._product.c文件里面的gizwitsEventProcessi函數(shù)為云端下發(fā)指令處理函數(shù)

2.3.d.電表數(shù)據(jù)采集以及上報(bào)云端，在自動(dòng)生成的代碼里面，gizwits_product.c文件里面的userHandle函數(shù)為數(shù)據(jù)采集上傳的處理函數(shù)。注意此函數(shù)需要自行進(jìn)行定時(shí)處理，否則整個(gè)程序?qū)⒉豢捎谩?/p>

如上是采用機(jī)智云Demo App綁定硬件設(shè)備后的效果圖。

如需要開發(fā)定制版App，可以使用機(jī)智云自助開發(fā)平臺(tái)的賽博坦工具進(jìn)行在線配置，零代碼在線自定義產(chǎn)品Logo、名稱、主題色、初始化配置、內(nèi)置模板、用戶/權(quán)限等功能，讓每個(gè)開發(fā)者都能開發(fā)出個(gè)性化的App應(yīng)用。