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来自资料库(何亚红)
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常用技术栈

可连接TCP/IP的物联网设备

开发物联网设备时,无论设备是通过WiFi、2G/3G/4G/5G或以太网连接网络,如设备支持TCP/IP,通常采用MQTT作为主要通信协议。

除了主要通信协议,通常物联网设备还需要支持NTP对时，有时还需要使用到Http作为辅助协议。

主要使用的协议如下：

协议名称 说明 备注
MQTT MQTT是专门针对物联网开发的轻量级传输协议。 通常采用TCP，可实现实时控制。
LwM2M LwM2M是一种轻量级的、标准通用的物联网设备管理协议，可用于快速部署客户端/服务器模式的物联网业务 通常采用UDP，常见于NB-IOT模块。

由于UDP的在公网上的老化（公网的NAT转换机制），在公网上不能实现实时控制，只能应用于周期上报的设备。

在专网或者局域网内可实现实时控制。

CoAP CoAP是一种用于受限节点与受限网络的web传输协议，由IETF提出。 通常采用UDP，可使用DTLS加密，一般情况下用于在受限环境中替代http。
Http/Https 超文本传输协议（Hypertext Transfer Protocol，HTTP）是一个简单的请求-响应协议。 通常用于调用后端服务器的api接口。
NTP NTP是用来使计算机时间同步化的一种协议。

低成本方案

低成本方案主要是指硬件采用SOC方案并且操作系统采用嵌入式操作系统的方案或者外设方案:

  • Air724UG :4G模块，可使用C/C++进行二次开发。
  • ESP8266 ： WIFI模块。
  • ESP32 : WIFI模块,可接以太网PHY实现以太网上网。
  • W600 ： WIFI模块。
  • W800 ： WIFI模块。
  • CH579 ： 自带以太网PHY,可实现以太网上网。
  • W5500 :全硬件以太网外设芯片，需配合主控使用。

一般方案

一般方案主要指资源相对充足的方案,一般采用Linux作为内核:

  • MT7688 :可采用以太网或者WIFI联网,通过USB可接4G上网模块通过RNDIS上网。

带交流计量功能的设备

单相SOC方案

对于单相计量（即常见的家用电）设备,通常采用SOC方案:

此类SOC通常可以使用内置的模块完成包括计量功能在内的大部分需求,在某些情况下也可开发高精度的直流计量设备。
如需与其它设备进行交互，通常还需要添加通信模块或者使用串口通信。
若使用串口通信,本人常用Modbus RTU作为具体协议,将具体的硬件资源映射为线圈(可读写的位)、输入线圈(只读的位)、保持寄存器(可读写)、输入寄存器(只读)。

单相非SOC方案

若由于需要采用低成本导致计量部分相对于强电非隔离,而设备上又需要输出隔离接口时,通常采用非SOC方案+串口/SPI口隔离,常用芯片方案:

此方案需要另外加一个主控芯片。

三相非SOC方案

若待计量的电路为三相电路,常用芯片方案:

此方案需要另外加一个主控芯片。
注意:截至编辑时,尚未发现三相SOC方案。

带有特殊功能的路由器/WIFI网关

芯片方案：

软件开发方案:

在内核设备树(dts)配置中使能需要使用的标准接口，并在openwrt的menuconfig中选中对应的kmod包后,即可使用Linux用户程序(非内核模块)操作硬件设备。
对于SPI、I2C与UART而言,用户可通过打开/dev目录下的相应字符设备即可使用。
对于GPIO而言,可使用sysfs文件系统目录:/sys/class/gpio目录进行GPIO操作。

常用芯片及模块

常用芯片及核心模块

常用芯片及核心模块
芯片/模块名称 说明 wiki(若有)
RN8211B 单相计量SOC RN8211B
HT502X 单相计量SOC HT502X
Air724UG 4G模块,进行C语言开发 Air724UG
ESP-12F WIFI透传模块，可支持二次开发，主芯片为ESP8266 ESP8266
ESP-32S ESP32模块，可支持WIFI、蓝牙、以太网,可采用esp-idf开发 ESP32
TB-01 W600开发板，WIFI SOC，Cortex-M3内核 W600
TB-08 W800开发板，WIFI/蓝牙 SOC， XT804内核 W800
CH579 以太网、蓝牙、USB SOC，Cortex-M0内核MCU CH579
HLK-7688A MT7688芯片核心模块，可采用openwrt开发 MT7688
E18-MS1 CC2530芯片核心模块，可采用contiki开发或者Z-Stack开发 CC2530
Air105 廉价大内存mcu,4M flash,640K SRAM,Cortex-M4F Air105
Lichee Zero 全志V3s开发板，64M DRAM，廉价Linux开发板，V3s芯片可手贴 V3s Lichee Zero


注意:此章节可能不包含资料较多，应用极其成熟的芯片系列。

外设芯片及外设模块

外设芯片及外设模块
名称 说明 接口 wiki(若有)
RN8302B 三相计量芯片 SPI RN8302B
RN8209C/RN8209D 单相计量芯片
  • UART
  • SPI
 RN8209
NRF24L01+ 2.4G无线芯片,具有众多兼容替代(如Si24R1) SPI+GPIO(中断、CE) NRF24L01+
W5500 全硬件栈以太网芯片 SPI W5500
中景园0.96寸OLED点阵屏 分辨率128x64,显示驱动（控制）芯片SSD1306
  • IIC
  • SPI+GPIO(DC、RES)
 SSD1306 中景园0.96寸OLED点阵屏
AHT20 温湿度传感器 IIC AHT20
DS1307 RTC（实时时钟） IIC DS1307

常用嵌入式操作系统、BootLoader、嵌入式固件及嵌入式软件库

名称 说明 wiki(若有)
FreeRTOS 嵌入式操作系统 FreeRTOS
rt-thread 物联网嵌入式操作系统 rt-thread
nuttx 嵌入式操作系统 nuttx
paho.mqtt.embedded-c MQTT客户端，可移植到各种芯片平台 paho.mqtt.embedded-c
openwrt 操作系统，嵌入式Linux构建工具 openwrt
u8g2 单色/点阵屏驱动库 u8g2
U-Boot 通用引导加载器。通常用于加载Linux。 U-Boot
Newlib 嵌入式C运行库（通常配合GCC使用） Newlib


常用工具

常用工具
名称 说明 wiki(若有)/链接地址
easy-rsa 使用SSL/TLS时,自签证书制作/管理工具 easy-rsa
buildroot 嵌入式Linux构建工具 buildroot
debootstrap Linux系统根文件系统创建工具,可创建Debian系Linux系统根文件系统 debootstrap
crosstool-ng 交叉编译工具链创建工具 crosstool-ng
ScreenToGif 在Windows下录屏制作gif的工具 https://github.com/NickeManarin/ScreenToGif.git
Xfel 全志SOC的FEL工具（可下载固件等） Xfel
busybox unix工具箱，可用于创建体积极小的rootfs busybox

IDE环境/开发环境/开发工具

名称 说明 wiki(若有)/链接地址
codeblocks 免费的C/C++ IDE,可开发多种C/C++程序。本人只要将它用作基于CMake构建的工程的代码编写。 http://www.codeblocks.org/
Microsoft Visual Studio 微软的开发工具集。本人主要用于开发WIN32程序。本人优先使用codeblocks作为C/C++开发环境,VS占用的空间太大,但有些第三方库在Windows上可能只支持MSVC,故而必须使用VS。 https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/
keil5 用于ARM嵌入式芯片的开发。注意:keil5不是免费的。 https://www.keil.com/
IAR 本人主要使用针对ARM嵌入式芯片的开发。注意:IAR不是免费的。 https://www.iar.com/
QtCreator 用于创建基于Qt的程序。 https://www.qt.io/product/development-tools
MounRiver 基于Eclipse的嵌入式ARM/RISC-V的集成开发环境。本人主要用于测试WCH的单片机。 http://www.mounriver.com/
RT-Thread Studio 一站式的 RT-Thread 开发工具，通过简单易用的图形化配置系统以及丰富的软件包和组件资源，让物联网开发变得简单和高效。本人主要用于开发与rt-thread相关设备。 https://www.rt-thread.org/

电子硬件设计(原理图绘制/PCB绘制/其它相关工具)

名称 说明 wiki（若有）/链接地址
立创EDA 高效的国产PCB设计工具，永久免费。可在线使用。 https://lceda.cn/
KiCad 跨平台开源电子设计套装。 https://www.kicad.org/
freerouting 自动布线工具。可配合立创EDA或KiCad使用。本人用于替代立创EDA自带的自动布线。 https://www.freerouting.app/

https://github.com/freerouting/freerouting.git

流程图/框图绘制

名称 说明 wiki（若有）/链接地址
dia 跨平台开源流程图绘制工具 http://dia-installer.de/

https://sourceforge.net/projects/dia/

图像处理

名称 说明 wiki（若有）/链接地址
GIMP 免费开源图像编辑器 https://www.gimp.org/

国际化/本地化

名称 说明 wiki（若有）/链接地址
Poedit .po编辑工具。可编辑使用 xgettext 生成的翻译文件 https://poedit.net/

压缩/解压缩

名称 说明 wiki（若有）/链接地址
7-zip 开源免费的压缩/解压缩软件。Windows下有GUI程序，Linux下只有控制台版本。 http://www.7-zip.org

虚拟磁盘

名称 说明 wiki（若有）/链接地址
imdisk Windows下开源虚拟磁盘工具,可方便挂载内存盘（存放临时文件）。 https://sourceforge.net/projects/imdisk-toolkit

安装/卸载

名称 说明 wiki（若有）/链接地址
Geek Uninstaller Windows下程序卸载工具,具有免费的版本。 https://geekuninstaller.com/

小工具(自写/修改/组合)

名称 说明 wiki 支持平台
CC3200_GangGenerator 生成用于烧录CC3200 SPI Flash的工具 CC3200_GangGenerator
  • Windows
WMToolHelper W600烧录工具 WMToolHelper
  • Windows
  • Linux （ubuntu 20.04）
WinBleTool Windows下调试BLE的工具 WinBleTool
  • Windows 10(及以上)
SimpleBLETool 调试BLE的工具 SimpleBLETool
  • Windows 10+
  • Linux(ubuntu 20.04+)
cutecom-ng 基于Qt5的串口工具。个人修改版。 cutecom-ng 只要是Qt5支持的桌面平台均支持。
OneNETTool 开发OneNET辅助工具 OneNETTool
  • Windows
  • Linux （ubuntu 20.04）
XServerForWSL1 利用cygwin中的X服务对WSL提供X服务 XServerForWSL1 支持WSL1的Windows
linux_binfmt_pe 使用wine直接执行PE可执行文件的Linux内核模块 linux_binfmt_pe
  • Linux内核

常用库

此章节主要对使用的比较多的库做一个整理。

名称 官网 说明 Wiki
wxWidgets https://www.wxwidgets.org/ 跨平台GUI库 wxWidgets
Qt https://www.qt.io/ 跨平台库（包括GUI） Qt

工具库（自写/修改）

名称 说明 Wiki(若有)
DeployWin MSYS2与CygWin下编程辅助打包库。一般配合CMake的CPack使用。 DeployWin

常用镜像站

在找各种源码资源时，经常遇到国外网站下载较慢的情况下，此时通常需要更换镜像站。

例如:

  • ubuntu系统的软件包(包括使用deboostrap的镜像源)
  • python软件包
  • gnu软件源码包
  • linux源码
地址 说明
http://mirrors.ustc.edu.cn/ 中国科学技术大学镜像站
https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ 清华大学镜像站
http://mirrors.163.com/ 网易开源镜像站
http://mirrors.aliyun.com/ 阿里开源镜像站

静态文档网站

一些静态的网页文档,如doxygen生成的帮助文档与docsify制作的静态说明文档。

类型 URL 备注
静态文档仓库 https://heyahong.github.io/#/ 采用github pages托管,源代码仓库:https://github.com/HEYAHONG/HEYAHONG.github.io.git
网站 http://docs.hyhsystem.cn 采用nginx服务器,运行于云服务器

相关链接

取自“http://[::1]:50080/index.php?title=首页&oldid=829”