--- theme: smartblue highlight: a11y-dark --- 作为程序猿大佬的你，工位也许是这样的 ![image.png](https://p1-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/91a55629526f450c973b6ea427ee698b~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) 也有可能是这样的 ![image.png](https://p9-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/02972ac6e4c543b3bc9c8ccbf2b7abd4~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) 但是不管怎么样，作为大佬的你肯定会想要有一个温度适宜，不被打搅的工位，所以就开始干起来吧！ ## 我需要有一个适宜的环境 ### 需求：我要有一个温度适宜的工位 ### 技术方案： ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/d909b8b8790d40f8b02a9b152ce6dec7~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) 方案概述：通过温湿度传感器，获取工位的温湿度的信息，树莓派网关定时轮训去拉取温湿度传感器的数据，并对数据进行处理，处理完成之后将数据传输到 sls 平台进行存储。通过阿里云的定时任务，去对日志进行定时的统计分析。 ### 所需材料：树莓派： ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/14276a7f889d40f2898be30919265e74~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) 温湿度传感器： ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/c2435d7a3bc84926a083ea56880ee949~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) ### 编码与干活： ```js // 引入温湿度传感器的库 const sensor = require("node-dht-sensor"); // 引入封装好的 sls SDK const { SendLog } = require("./sendLog.js") // 初始化日志库 const sls = new SendLog('sensor-show', 'sensor_log') // 轮训的时间 const DELAY_TIME = 6 * 1000; // 传感器类型 const SENSOR_TYPE = 11; // 引用针脚 const GPIO_PIN = 21; // 轮训 setInterval(() => { // 读取温湿度传感器数据 sensor.read(SENSOR_TYPE, GPIO_PIN, function (err, temperature, humidity) { if (!err) { const contents = [ // 温度数据 { key: 'temperature', value: temperature.toString() }, // 湿度数据 { key: 'humidity', value: humidity.toString() }, ] sls.logPush(contents) } }); }, DELAY_TIME); ``` ### 最终成品： ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/1bb96d7d5e554ab891b803136dcf1291~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/25d37959e35a465ea8e4472dfe8594cb~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) 通过统计图，可以知道时时刻刻工位的温湿度变化，并且在温度高于 30 度，湿度低于 40% 时给我发送短信和邮件告警，赶紧调整空调或者逃离工位。如果这里再加个红外发射码，可以通过发射红外码控制空调，在温度发生一定变化时候，自动将空调调整到恒定温度。 ## 我不想要有人打扰 ### 需求：我只想安心码代码，不想被产品打扰！ ### 技术方案： ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/428b78e5b2ec41339b15ecdb10d1e6de~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) 通过超声波传感器得到传感器与物体反射回来的时差，并将时差在树莓派网关中进行计算和处理，得到超声波传感器与物体的距离，并将数据上传到阿里云 sls 中，并在 sls 中针对数据进行统计和分析。如果被打扰的次数到达 10 次，工位的红色大灯亮起来了，警告产品，如果次数超过 20 次，工位的喇叭也就响起来了，礼（da）貌（sheng）的警告产品！！！ ### 所需材料：树莓派： ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/cddecf6829684571a27bee15d4627aa2~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) 超声波传感器： ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/5bbd09c84f9c4218952d22b429587825~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) ### 编码与干活： ```js // 引入 GPIO 编程依赖 const Gpio = require("pigpio").Gpio; const { SendLog } = require("./sendLog.js") // 针对 Gpio 针脚进行编程 const trigger = new Gpio(20, { mode: Gpio.OUTPUT }); const echo = new Gpio(16, { mode: Gpio.INPUT, alert: true }); // sls 日志依赖 SDK const sls = new SendLog('sensor-show', 'sensor-hcsr04_log') // 声音在 20 摄氏度下传播1厘米所需要的微秒数（343.21 m/s） const MICROSECDONDS_PER_CM = 1e6 / 34321; trigger.digitalWrite(0); const watch = () => { // 开始计时的时间 let startTick; echo.on("alert", (level, tick) => { if (level === 1) { startTick = tick; } else { // 收到回传的数据的时间 const endTick = tick; // 得到时间间隔 const diff = endTick- startTick ; // 信号发送出去并反射回去所花费的时间，所以要除以 2 const distance = diff / 2 / MICROSECDONDS_PER_CM; // 上传到 sls 上 const contents = [ { key: 'distance', value: distance.toFixed(2).toString() }, { key: 'isAnyBody', value: distance < 20 ? "1" : "0" }, ] sls.logPush(contents) } }) } watch(); // 每秒触发一次 setInterval(() => { trigger.trigger(10, 1) }, 1000); ``` ### 最终成品： ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/4a44fc45201c45acb17592c427a522aa~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/f11265cb375f47bfb0ee20496f72f70a~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/e953be682e9948038404c95333278489~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/954368fe2a414560b82ecc9d3abf52b0~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) 通过超声波传感器，可以实时得到物体的距离，但是因为声音会受到温度、湿度、物体表面反射的弧度等问题，得到的数据并不是特别准确，如果需要准确的距离测量，需要通过雷达和红外进行测距，比如现在的智能汽车，使用的是雷达传感器，实时得到前后车的间距。 # 什么是物联网 ## 一句话定义将普通设备连接上局域网，形成一个整个网络，实现与人的交互。 ## 使用我们熟悉的互联网来理解物联网 ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/9b6363f00978426c9a51720c86b3aa6a~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) 互联网的应用基本上只有大前端和后端两块，而在物联网里，后端增加了固件升级、时序数据、长连接等。底部增加了设备端，设备和后端进行通过 https、websocket（MQTT）进行通信，设备端内置 WIFI、蓝牙等通信模组，与后端进行通信，设备计算环境是对各个模组进行控制和数据处理，在上面的示例中就是树莓派。传感器数据采集是对环境中的数据进行处理。 ## 物联网的四层模型如何解释 ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/45f25eeb9d244d9588920aac2b724223~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) 物联网的四层模型分为：感知 && 设备层、网络层、平台层、应用层。其中每一层的功能如下： - **感知 && 设备层**：有的物联网有感知层，有的物联网只有设备层，有的两者都有，感知主要的作用就是采集物理世界的数据，比如通过温度传感器，获取当前的温度，通过人体传感器，获取当前是否有人经过。设备指的是物联网中的设备实体，比如智能灯泡，智能空调等，感知设备也是属于设备的一种特例。 - **网络层**：网络层主要功能是传输信息，将感知层和设备层中的数据传到指定的地方 - **平台层**：平台层可以理解成物联网的大脑，平台层主要的内容包括设备接入、设备管理、消息通知、监控运维、设备管理、安全管理等。 - **应用层：** 物联网最终的目的，将设备端收集的数据进行处理，提供给业务方，同时应用层也可以作为设备指令的接收方，并将指令往下传递； # 前端怎么玩物联网 ## 1. 用 Node 写物联网代码的几种方式 ### 用 Node 调用 C 或 C++ 模块 Node 中使用应用二进制接口（Application Binary Interface ）来实现与 C 和 C ++ 的通信的，特指应用去访问编译好的二进制程序，是 Node 与 C、C+ + 通信的桥梁。而在 ABI 上层，是使用 Native Addon 进行加载二进制的文件，让二进制文件的内容可以通过 require 的方式导入，因为他会在暴露出 module.exports 或 exports 对象。类似于如下所示： ```js // greet.node 是编译好的二进制文件 const addon = require('./build/Release/greet.node') ``` 而在 C++ 代码中，实现如下： ```c++ #include #include #include "greeting.h" /** Napi 全称为：Node-API C++ 包装类，负责将 C ++ 的方法包装成一个 node 可以访问的方法，可以理解成 Napi 就是 Native Addon 的实现 **/ // 定义一个返回类型为 Napi String 的 greetHello 函数 Napi::String greetHello(const Napi::CallbackInfo& info) { Napi::Env env = info.Env(); std::string user = (std::string) info[0].ToString(); std::string result = helloUser(user); return Napi::String::New(env, result); } // 设置类似于 exports = {key:value}的模块导出 Napi::Object Init(Napi::Env env, Napi::Object exports) { exports.Set( Napi::String::New(env, "greetHello"), // key Napi::Function::New(env, greetHello) // value ); return exports; } // 导出 NODE_API_MODULE(greet, Init) ``` 我们在使用温湿度传感器的项目中，使用的是这种方式： ```js var sensor = require("../build/Release/node_dht_sensor"); var promises = { initialize: sensor.initialize, setMaxRetries: sensor.setMaxRetries, readSync(type, pin) { return sensor.read(type, pin); }, read(type, pin) { return new Promise(function(resolve, reject) { sensor.read(type, pin, function(err, temperature, humidity) { if (err) { reject(err); } else { resolve({ temperature, humidity }); } }); }); } }; module.exports = { initialize: sensor.initialize, read: sensor.read, setMaxRetries: sensor.setMaxRetries, promises }; ``` ### 用 Node 开发 GPIO 接口 GPIO (General-purpose input/output)，通用型输入输出，用于电信号在模组中的输入输出，在树莓派中的 GPIO 接口如下所示： ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/3607814f6a8e406a92396e9cc4d8923d~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) 从左到右，从上到下，左边奇数，右边偶数：1-40，GPIO 中的接口分为以下几类： - 供电接口：有 5v 和 3v 的电压供电接口，为模组提供电力； - 编程接口：有 GPIO xx 带数字的接口，用来与模组进行通信； - 接地接口： Ground 接口，用来给模组接地使用我们在进行开发中，只需要将模组的电源接口、编程接口、接地接口接上，然后使用添加 pigpio 依赖， `yarn add pigpio` 便可以进行 GPIO 编程： ```js const Gpio = require('pigpio').Gpio; const led = new Gpio(17, {mode: Gpio.OUTPUT}); let dutyCycle = 0; setInterval(() => { led.pwmWrite(dutyCycle); dutyCycle += 5; if (dutyCycle > 255) { dutyCycle = 0; } }, 20); ``` ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/ac32a5a3c0c546c380cd5c756b68c389~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) ### 嵌入式内嵌 V8 引擎是三星开发一个开源的物联网运行引擎，采用了 V8 进行裁剪，并针对低内存消耗进行了优化，支持 160k 的内存，让 Node 真正的跑在嵌入式设备中。但是这个方式也有问题： 1. 代码只支持 ECMAScript 5.1； 1. 开发人员进行很大的裁剪，但是运行时和 C 相比性能还是比不上，导致硬件成本太高； 1. 编译复杂；国内也有一家厂商使用 javascript 作为设备的运行时：，由周爱民（《JavaScript 语言精髓与编程实践》作者）大佬创办，但是可能是因为硬件成本高，在商业化层面不太成功。 ### Node 转义成别的平台代码国外对于 Node 转义成别的平台开源的方案较多，而且有些方案也挺成熟，比如：，从 2012 年开始深耕物联网平台，开源的仓库有 12 k start，而且该开源项目还支持机器人，实例特别丰富，对于新手来说很友好，建议从这个方面入坑。 ## 2. 了解常见的硬件 ### 传感器 - 温度传感器：将环境中的温度转变成电信号 ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/4eb0df14445d40ea86158187e0593806~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) - 湿度传感器：将环境中的湿度转变成电信号 ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/6ec09b236abb41d0a5d131fd2f7db2ce~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) - 人体传感器：检测是否有人通过，通过与否返回不同的电信号 ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/f728c03fa2fa4538802f239fa04251bb~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) - 光传感器：将光信号转变成电信号 ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/c03508730e1b48c293127bc4847a77dd~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) ### 微处理系统 - MCU：英文（Microcontroller Unit），微控制单元，将 CPU 适当的裁剪，并将内存、USB、LCD 驱动电路集成到单一芯片中，形成芯片级的计算机，特别常见。 ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/dc705a8516944e30b039f4c9eaecbf59~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) ### 通信 - 蓝牙模组：支持设备进行蓝牙通信 ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/0e129ca876b6476b82b7a9a875edc662~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) - WIFI 模组：支持设备间通过 WIFI 接入和通信 ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/87c318a08c39434587ce16e4c4c84a9e~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) - GPRS 模组：支持插入 SIM 卡进行联网 ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/42921302e8fb4a1d80ea89fc822cad8d~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) ### 总结传感器相当于人的耳朵和皮肤，负责感知外界的数据和信息，MCU 相当于人的大脑，负责针对信息的处理，通信模组相当于人的嘴巴和手，负责对外进行通信。 # 古茗物联网怎么玩古茗的主营业务是在餐饮行业做奶茶，对于餐饮行业，成本主要来自于三个方面： - 店租 - 原材料 - 人力成本对于店租，跟位置和人流量强相关，所以如果选择店租便宜的位置，会带来人流量的减少，进而减少成单量。所以这一块可以理解成是固定成本，很难降低。对于原材料，目前全球通货膨胀，原材料在上涨，而且即是是未来原材料成本降低，古茗通过规模优势来提高与供应商的议价能力，进一步降低成本。但是这一块的成本降低的边际效益是递减的，而且原材料的成本降低有可能会带来品质的下降。对于人力成本，目前古茗前台加后厨，普通店大致在 6 人左右，面积大一点的店在 8 人左右，旗舰店在 12 个人左右，而且人员需要三班倒，所以人力这一块对于门店来说成本异常的高。而通过给门店配备机器，去一点一点的让机器去做人需要做的事情，进一步解放人力。而对于最终的情况，应该是门店的设备都通过门店的边缘网关，将门店的设备统一连接和调度起来，进行奶茶的制作。其整体的结构如下图所示： ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/08856a1f604b44d889fb2182bc3a5406~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) # 最后关注公众号「Goodme前端团队」，获取更多干货实践，欢迎交流分享~