code.panda.quecpython/demo.dtu
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更新readme.md和docs
2022-01-14 11:01:35 +08:00
## 修订历史
| Version | **Date** | **Author** | **Change expression** |
| :------ | ---------- | ---------- | --------------------- |
| 1.0 | 2021-11-25 | 陈驰 | 初始版本 |
## 基本概述
本文档旨在指导用户如何基于我司的QuecPython开发板进行DTU功能开发。
## 使用前准备
### 在NANO SIM卡座中插入SIM卡
![](./media/dev_board.png)
### 将天线插入至开发板背面标注为"LTE"的插座中，并用力压紧直到听到"啪"一声
![](./media/antenna.jpg)
### 使用USB数据线连接开发板至电脑USB接口
### 设备开机与QPYcom下载请点击以下连接查看说明
[QuecPython 开发环境搭建](https://python.quectel.com/doc/doc/Quick_start/zh/QuecPythonStart/dev_env.html)
## DTU固件、配置文件加载到开发板
### 打开代码库中的DTU文件夹，按需求编写配置文件
**配置文件格式与说明如下**
```json
{
"plate": 1, //是否在报文中添加IMEI
"password": "123", //设置密码
"conf": { //设置在线连接
"1": { //通道序号
//HTTP连接设置
"protocol": "http", //连接类型，固定为http
"method": "get", //请求方式
"url": "http://httpbin.org/get", //请求url
"reg_data": "", //附带的固定文本
"timeout": "", //超时
"serialID": 1 //捆绑的串口(1-2)
},
"2": {
//TCP&UDP连接设置
"protocol": "tcp", //连接类型,TCP填写”tcp”,UDP填写”udp”
"ping": "", //ping
"heartbeat": 30, //心跳时间
"url": "220.180.239.212", //请求url
"port": "8305", //端口
"keepAlive": 300, //保持连接时间
"serialID": 2 //捆绑串口
},
"3": {
//mqtt连接设置
"protocol": "mqtt", //连接类型
"clientID": "test_mqtt", //客户端id
"keepAlive": "", //keep alive超时
"url": "mq.tongxinmao.com", //url
"port": "18830", //端口
"cleanSession": "0", //clean session
"subscribe": {"0": "/public/TEST/python"}, //订阅的主题(支持多个)
"publish": {"0": "/public/TEST/python"}, //发布的主题(支持多个)
"qos": "0", //QoS
"retain": "1", //是否使用内部重连
"serialID": "1" //捆绑的串口
},
//阿里云连接设置
"4": {
"protocol": "aliyun", //连接类型
"type": "mos", //一机一密/一型一密设置
"keepAlive": "", // keep alive超时
"clientID": " test_mos ", //客户端id
"Devicename": " light01", //设备名称
"ProductKey": " a1QNbCDxIWM ", //product key
"DeviceSecret": "0bceb8010ade0df2e6989982e63f7601", //device secret
"ProductSecret": "", //product secret
"cleanSession": "0", //clean session
"qos": "1", //QoS
"subscribe": {"0": "/a1QNbCDxIWM/light01/user/get"}, //订阅的主题(支持多个)
"publish": {"0": "/a1QNbCDxIWM/light01/user/update"}, //发布的主题(支持多个)
"serialID": "1" //捆绑的串口
},
"5": {
//腾讯云设置
"protocol": "txyun",
"type": "mos",
"keepAlive": "",
"clientID": "test_tx_mos",
"Devicename": "Smart_test01",
"ProductKey": "H7MBLRYXN9",
"DeviceSecret": "89c7tXT3s3grZTr/YFjxSg==",
"ProductSecret": "",
"cleanSession": "0",
"qos": "1",
"subscribe": {"0": "H7MBLRYXN9/Smart_test01/control"},
"publish": {"0": "H7MBLRYXN9/Smart_test01/event"},
"serialID": "1"
}
},
"reg": 1, //发送登陆消息
"convert": 0,
"version": 100, //固件版本
"nolog": 0, //是否输出log
"message": {}, //协议短信透传
"uconf": { //串口设置
"1": {
"baudrate": "115200",
"databits": "8",
"parity": "0",
"stopbits": "1",
"flowctl": "0"
},
"2": {
"baudrate": "115200",
"databits": "8",
"parity": "0",
"stopbits": "1",
"flowctl": "0"
}
},
"fota": 1, //是否启用fota
"pins": [ //启用的pio
"pio1",
"pio2",
"pio3"
],
"direction_pin": {}, //需要控制的方向的GPIO与默认方向
"apn": [ //APN设置
"",
"",
""
],
"service_acquire": 0, //是否开启服务器获取参数
"work_mode": "command", //工作模式
"auto_connect": 1, //自动连接
"offline_storage": false //离线存储
}
```
按需求编写配置文件后将配置文件保存为"dtu_config.json"，并保存至DTU代码库中的"dtu"文件夹内
**注：json文件保存前需要移除注释**
### 下载代码到设备
#### 接上数据线，连接至电脑，短按开发板上的"PWK"按键启动设备，并在QPYcom上选择MI05接口连接
![](./media/port.png)
#### 切换到下载选项卡，点击创建项目，并输入任意项目名称
![](./media/qpycom_proj.png)
#### 将代码包"dtu"文件夹内所有文件拖入此框内，并应包含图示文件
![](./media/qpycom_add_file.png)
#### 单击箭头，选择"下载脚本"，并等待下载完成
![](./media/qpycom_download.png)
#### 切换至"文件"选项卡，在右边选中"dtu\_handler.py"，点击运行按钮，即可开始dtu调试运行，如果需要上电自动运行，只需要将"dtu\_handler.py"更名为"main.py"即可实现上电自动运行
![](./media/qpycom_run.png)
## 重启开发板
上面的步骤完成之后，选择USB MI05 COM Port（老版本是USB串行设备），打开串口。
![](./media/qpycom_run2.png)
DTU运行成功，下面为读取的配置文件。
![](./media/qpycom_run_success.png)
## 报文格式
### 命令模式/modbus模式
支持多通道透传，通过配置文件中的serialID字段可以对通道与串口进行绑定，每个串口均支持绑定多个通道。在发送数据时需要传入通道id，DTU会向指定的通道发送数据。
在命令模式与modbus模式下，接受到的报文会先进行命令解析，如果解析失败才会向串口传输数据。
数据格式说明：
#### HTTP/TCP/UDP
- 上行数据报文格式:
`"<channel_id>,<msg_len>"[,"<crc32>",”<msg_data>”]`
- 下行数据报文格式:
`"<channel_id>,<msg_len>"[,"<crc32>",”<msg_data>”]`
- 字段说明：
channel_id：通道id，配置文件中通道id
msg_len：消息体长度，字符串格式，可以为0
crc32：消息数据crc32校验码，当msg_len为0时，此项可省略
msg_data：消息体，当msg_len为0时，此项可省略
- 示例报文：
**发送报文：**
`“1,6,376e6e7,abcedf”` (msg_len不为0)
`“1,0”` (msg_len为0)
**返回报文：**
`“5,2e46f5,20001”`
#### MQTT/Aliyun/Txyun
- 上行数据报文格式:
`"<channel_id>,<topic_id>,<msg_len>","<crc32>",<msg_data>"`
- 下行数据报文格式:
`"<channel_id>,<topic_id>,<msg_len>","<crc32>",<msg_data>"`
- 字段说明：
channel_id：通道id，配置文件中通道id
topic_id：mqtt通道topic_id，上行为publish topic id，下行为subscribe topic id
msg_len：消息体长度，字符串格式，可以为0
crc32：消息数据crc32校验码，当msg_len为0时此项也不可省略
msg_data：消息体，当msg_len为0时此项也不可省略
- 示例报文：
**发送报文：**
`“1,1,6,376e6e7,abcedf”`
**返回报文：**
`“1,1,5,2e46f5,20002”`
### 透传模式
支持MQTT/TCP/UDP/HTTP双通道透传（串口1&amp;串口2），透传模式每个串口仅支持绑定一个通道，可在配置文件中配置serialID对通道和串口进行绑定。透传模式如果串口配置了多个通道，只会选择第一个通道配置，后面的配置都会被忽略。
透传模式传输时无需在数据格式上传入channel\_id，DTU会自动向串口绑定通道发送数据。
数据格式说明：
#### HTTP/TCP/UDP
- 上行数据报文格式:
`"<msg_len>"[,"<crc32>",”<msg_data>”]"`
- 下行数据报文格式:
`"<msg_len>"[,"<crc32>",”<msg_data>”]"`
- 字段说明：
msg_len：消息体长度，字符串格式，可以为0
crc32：消息数据crc32校验码，当msg_len为0时，此项可省略
msg_data：消息体，当msg_len为0时，此项可省略
- 示例报文：
**发送报文：**
`“6,376e6e7,abcedf”` (msg_len不为0)
`“0”` (msg_len为0)
**返回报文：**
`“5,2e46f5,20001”`
#### MQTT/Aliyun/Txyun
- 上行数据报文格式:
`<topic_id>,<msg_len>,<crc32>,<msg_data>`
- 下行数据报文格式:
`<topic_id>,<msg_len>,<crc32>,<msg_data>`
- 字段说明：
topic_id：mqtt通道topic_id，上行为publish topic id，下行为subscribe topic id
msg_len：消息体长度，字符串格式，可以为0
crc32：消息数据crc32校验码，当msg_len为0时此项也不可省略
msg_data：消息体，当msg_len为0时此项也不可省略
- 示例报文：
**发送报文：**
`“6,376e6e7,abcedf”`
**返回报文：**
`“5,2e46f5,20002”`
### 与云端通信报文
DTU与云端通信报文使用json格式
#### 云端下行报文
- 命令模式与modbus模式：
`{“msg_id”: msg_id, “data”: “1234”[, “cmd_code”: 0X40, “topic_id”: 1]}`
- 透传模式：
`{“msg_id”: msg_id, “data”: “1234”}`
- 字段说明：
msg_id：报文id，一般为时间戳+3位随机数
data：报文消息字段
cmd_code：可选字段，填写对应功能码，并又DTU执行相应的操作，此字段仅在命令模式下生效
topic_id：可选字段，填写mqtt返回需要publish的topic\_id，此字段仅在命令模式与使用MQTT/Aliyun/Txyun时生效
#### 云端上行报文
命令模式与modbus模式：
`{“msg_id”: msg_id, “data”: “1234”[, “cmd_code”: 0X40, “status”: 1]}`
透传模式：
`{“msg_id”: msg_id, “data”: “1234”}`
- 字段说明：
msg_id：报文id，一般为时间戳+3位随机数，回复报文会使用相同的msg\_id
data：报文消息字段
cmd_code：可选字段，填写对应功能码，并又DTU执行相应的操作，此字段仅在命令模式下生效
status：可选字段，仅在命令模式下生效，用于反馈命令是否执行成功
## 阿里云MQTT案例说明
### 连接设备
本案例使用EC600N开发板与CP2102 USB to TTL模块进行调试
使用3根杜邦线分别连接CP2102的TX，RX和GND针脚
![](./media/CP2102.jpg)
将CP2102的TX引出线连接至EC600N开发板的RX0针脚（编号7），将CP2102的RX引出线连接至开发板的TX0针脚（编号6），将CP2101的GND引出线连接至开发板的GND针脚（编号1）
![](./media/board_line_link.png)
将开发板与CP2102分别连接至电脑的USB口，开发板按下PWK按键开机
### 获得阿里云连接参数
用户需要在阿里云上注册账户，新建项目，注册设备名称并获得以下参数
设备名称(Devicename)
产品秘钥（ProductKey）
设备秘钥（DeviceSecret）：使用一机一密认证时需要提供的参数，使用一型一密时不存在此参数
产品秘钥（ProductSecret）：使用一型一密认证时需要提供的参数，使用一机一密时不存在此参数
获得阿里云pk/ps
![](./media/aliyun_pkps.png)
获得DeviceName
![](./media/aliyun_dn.png)
### 编写配置文件
编写配置文件，并将其命名为dtu_config.json
配置文件包含信息如下：
```json
{
"plate": 1,
"password": "123",
"conf": {
"1": {
"protocol": "aliyun",
"type": "mos",
"keepAlive": "",
"clientID": "0",
"Devicename": " ec600n",
"ProductKey": " gbh26bFEA4M",
"DeviceSecret": " b7ff5acc0671d40adfd0eff57e7605f6",
"ProductSecret": "",
"cleanSession": true,
"qos": "1",
"subscribe": {"0": " /gbh26bFEA4M/ec600n/user/subtest"},
"publish": {"0": " /gbh26bFEA4M/ec600n/user/pubtest"},
"serialID": "0"
}
},
"reg": 0,
"convert": 0,
"version": 100,
"nolog": 0,
"message": {},
"uconf": {
"0": {
"baudrate": "115200",
"databits": "8",
"parity": "0",
"stopbits": "1",
"flowctl": "0"
}
},
"fota": 1,
"pins": [
"pio1",
"pio2",
"pio3"
],
"direction_pin": {},
"apn": [
"",
"",
""
],
"service_acquire": 0,
"work_mode": "through",
"auto_connect": 1,
"offline_storage": false
}
```
### 烧录代码
#### 连接开发板至电脑，开机，打开QPYCom，选择Qutctel USB MI05 Port端口，并点击连接
![](./media/qpycom_select_port.png)
#### 切换到下载选项卡，点击"创建项目"，输入项目名称，并点击"确定"
![](./media/qpycom_new_proj.png)
#### 将dtu文件夹内所有内容拖入"用户脚本/文件"框内
![](./media/qpycon_draft_file.png)
#### 点击"下载脚本"
![](./media/qpycom_dl.png)
### 运行
#### 切换至"文件"选项卡，选中"dtu_handler.py"，并点击运行
![](./media/qpycom_run3.png)
### 运行结果输出
![](./media/qpycom_run_output.png)
### 向云端发送消息
#### 打开串口调试工具，选择CP210X USB to UART 连接至CP2102转换板，并打开串口
![](./media/pc_uart.png)
#### 在uart调试工具中按指定格式传入topic_id, msg_length, crc32值, 需要发送的数据，并点击"send";
![](./media/pc_uart_send.png)
#### DTU收到数据，并发送至云端
![](./media/dtt_recive.png)
#### 云端接收到的消息
![](./media/cloud_recive.png)
### 云端向设备发送信息
#### 在阿里云topic列表中向自定义topic发送消息
![](./media/aliyun_send.png)
#### DTU成功收到消息并向串口透传数据
![](./media/dtu_recive.png)
#### 串口收到透传消息
![](./media/pc_get_recive.png)
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