項目分享|基于ElfBoard的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)

ElfBoard的“自創(chuàng)一派”共創(chuàng)社由19名來自各大高校的共創(chuàng)官組成，在不到一個月的時間里已經(jīng)建立起濃厚的學(xué)習(xí)氛圍，在這里每位共創(chuàng)官跨越不同的學(xué)科背景，交融思想、共享資源，迅速提升自身在嵌入式技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)素養(yǎng)。

值得一提的是，社群內(nèi)部已經(jīng)涌現(xiàn)出許多富有創(chuàng)意的產(chǎn)品設(shè)計理念與技術(shù)解決方案，今天就跟大家分享一名共創(chuàng)官完成的項目報告“基于ElfBoard的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)”。

一、項目介紹

1.1 項目目標(biāo)

基于i.MX6ULL構(gòu)建一個功能強大的遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠自動采集各種傳感器數(shù)據(jù)，包括溫度、濕度、電壓等，并實時上傳至云端服務(wù)器，并且能夠根據(jù)采集到的傳感器數(shù)據(jù)對設(shè)備進行自動化控制，如設(shè)置電壓閾值，當(dāng)采集到的電壓大于閾值時，開啟LED1。

在用戶端，實現(xiàn)對采集到的傳感器數(shù)據(jù)進行處理、分析和可視化，便于用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，還可以實現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。集成高清攝像頭，將采集到的視頻數(shù)據(jù)傳輸至客戶端，實現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控。

1.2 項目硬件

1、ElfBoard ELF 1 開發(fā)板

2、WiFi網(wǎng)絡(luò)

3、USB免驅(qū)攝像頭

4、Linux服務(wù)器

1.3 軟件環(huán)境

1、阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺

2、Nginx

3、Python

4、Flask

二、項目方案

2.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控

采用RTMP協(xié)議，設(shè)備端使用FFmpeg采集攝像頭數(shù)據(jù)并推流至云端，云端使用Nginx提供Web服務(wù)，并使用nginx-http-flv-module提供RTMP服務(wù)，用戶端采用Web界面，并使用flv.js進行拉流播放。

2.2 數(shù)據(jù)檢測與設(shè)備控制

傳感器數(shù)據(jù)傳輸以及設(shè)備的遠(yuǎn)程控制通過阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺，采用MQTT協(xié)議。

三、數(shù)據(jù)檢測與設(shè)備控制

MQTT云平臺配置

參考 ElfBoard學(xué)習(xí)（九）：MQTT

傳感器數(shù)據(jù)采集與上傳

基于Linux SDK中的data_model_basic_demo.c進行修改。

溫濕度數(shù)據(jù)采集

電壓數(shù)據(jù)采集

LED狀態(tài)采集與控制

自動化控制

當(dāng)ADC采集的電壓大于閾值2.5V時自動開啟LED1，低于時自動關(guān)閉LED1。

if(adc>2.5){ set_led(1,'1'); }else{ set_led(1,'0'); }

數(shù)據(jù)上傳

在main函數(shù)的while(1)中

云端指令響應(yīng)

由于云端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為JSON格式，因此需要使用cJSON進行解析。

添加cJSON

在components文件夾下添加cJSON相關(guān)文件

修改Makefile

在74行和78行后面要添加-lm，否則在編譯的時候會報錯。

實現(xiàn)代碼

四、視頻監(jiān)控

RTMP服務(wù)器搭建

云端服務(wù)器使用Nginx，但Nginx本身并不支持RTMP，需要使用相關(guān)的插件使其支持RTMP。此外由于網(wǎng)頁端播放RTMP流需要Flash插件的支持，而目前Flash插件許多瀏覽器已不再支持，因此需要使用支持 HTTPS-FLV的nginx-http-flv-module，并通過flv.js實現(xiàn)RTMP流的播放。這里首先需要下載Nginx和nginx-http-flv-module的源碼，并采用編譯的方式安裝Nginx，具體步驟如下：

./configure --add-module=/usr/local/nginx/nginx-http-flv-module make&&make install

安裝完成后，需要進入Nginx安裝目錄（默認(rèn)為/usr/local/nginx/），并在conf文件夾下對nginx.conf文件進行修改，增加rtmp功能（注意需要打開服務(wù)器的1935端口）：

最后啟動Nginx服務(wù)，即可完成RTMP服務(wù)器的搭建：

cd /usr/local/nginx/sbin ./nginx

本地推流

FFmpeg的編譯配置參考：攝像頭采用的是USB免驅(qū)攝像頭，將攝像頭插入ElfBoard的USB口即可正常識別及工作，設(shè)備節(jié)點為/dev/video2。之后可以使用v4l2-ctl工具查看并配置攝像頭信息最后使用命令就能夠?qū)崿F(xiàn)推流：

ffmpeg -f video4linux2 -r 5 -s 320x240 -i /dev/video2 -c:v libx264 -preset ultrafast -tune zerolatency -r 5 -f flv rtmp://xxx.xxxxxx.xxx/live/test

五、用戶端設(shè)計

框架

使用Python編程，采用Web界面，并通過Flask提供Web服務(wù)以及后端數(shù)據(jù)處理能力。可以部署在云端，也可以在本地運行。界面如下所示：

視頻拉流

Web用戶端的視頻拉流通過flv.js實現(xiàn)，首先需要在html文件中導(dǎo)入flv.js：

之后設(shè)計Web頁面播放器，具體代碼如下：

var player = document.getElementById('videoElement'); if (flvjs.isSupported()) { var flvPlayer = flvjs.createPlayer({ type: 'flv', url: 'http://xxx.xxxxx.xx/live?port=1935&app=myapp&stream=test', "isLive": true, hasAudio: false, hasVideo: true, //withCredentials: false, //cors: true }, { enableWorker: true, enableStashBuffer: false, lazyLoad: false, lazyLoadMaxDuration: 0, lazyLoadRecoverDuration: 0, deferLoadAfterSourceOpen: false, fixAudioTimestampGap: true, autoCleanupSourceBuffer: true, }); flvPlayer.attachMediaElement(videoElement); flvPlayer.load(); //加載 flv_start(); } function flv_start() { player.play(); } function flv_pause() { player.pause(); }

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的讀取與指令下發(fā)

這一部分通過后端python編程實現(xiàn)，并提供相應(yīng)的web接口。前后端的交互通過ajax請求實現(xiàn)。