基于ARM系統的 IoT 停車場系統演示

　　1). 簡介

　　在這篇博文中，我將介紹 IoT 停車演示系統以及其所用到的技術。我會闡述如何使用 Azure IoT Hub 在 Azure服務和設備之間發送消息，就像我們的演示系統那樣。針對演示中用到的ARM系統模塊，我也會做簡單的介紹，但是主要還是專注于 Azure IoT Hub 以及如何方便地收發消息。

　　在我們的演示系統有多個設備，例如：

　　./ 停車場 1(名為 Stretnor)

　　./ 停車場 2(名為 heater Parkhouse)

　　./ 公告顯示(每個停車場獨立設備)

　　每個停車場包含以下多個設備：

　　./ 閘門控制器(Toradex Colibri T30 ARM計算機模塊系統(基于nVidia Tegra 3)運行 Win10 IoT)

　　./ 停車控制器(Toradex Colibri VF50 運行ARM計算機模塊系統(基于NXP Vybrid)Windows Embedded Compact 2013)

　　./ 支付終端(Apalis iMX6 ARM計算機模塊系統(基于NXP iMX6)運行 Linux 和 Qt)

　　./ 公告顯示(Colibri iMX6 ARM計算機模塊系統(基于NXP iMX6)運行 Windows Embedded Compact 2013)

　　正如你在上面圖片中看到的，所有的通信消息通過 Azure IoT Hub 發送至應用服務進行處理。你也注意到我們在 Azure 運行了網頁和數據庫，但是這個篇博文只介紹 Azure IoT Hub 部分。

　　2). IoT 停車場演示系統消息流

　　由兩個基本的事件會觸發設備和 IoT Hub 之間的消息流。

　　a). 第一個事件是當有車輛抵達閘門(參考下圖)：

　　當車輛抵達閘門時，閘門控制器會掃描車牌，向 IoT Hub(1)發送消息。在應用服務確認數據后，會向閘門控制器發送消息，開啟閘門(2)。與此同時，指示停車位的消息也會發送至停車控制器(3)。停車控制器會開啟紅色 LED 燈閃爍，表示該停車位即將被占用。支付終端也將會收到消息。這個消息包括車牌號和抵達時間(4)。同時，公告顯示器收到關于該區域里所有停車位的信息(5)。

　　當車輛停在停車位時，停車控制器停止紅色 LED 燈閃爍，向 IoT Hub 發送車輛已經停靠的消息(6)。此時，閘門控制器被告知關閉閘門(7)。

　　b). 第二種事件是車輛離開停車位：

　　當車輛離開停車場的時候，司機首先需要支付停車費。在支付終端上，司機選擇他自己車輛的車牌后支付。請求支付的消息發送至 IoT Hub(1)。應用服務計算價格，并發送到支付終端(2)。當支付終端接收付款后，發送支付成功的消息至 IoT Hub(3)。應用服務把車輛即將離開停車場的送消息發送到停車控制器(4)。停車控制器開始閃爍綠色 LED 燈。當車輛從停車位上離開后，IoT Hub 收到車輛已經離開的消息(5)。停車控制器打開出口閘門。在一段時間后，閘門關閉，一個指示停車位空閑的消息發送到 IoT Hub。之后，公告顯示上也更新所有停車位的信息(6)。

　　3). 例程應用

　　在下面的例程中，我將向你演示如何方便地于 Azure IoT Hub 通信。你需要基本的 C# 知識來理解這個例程。如果你想要編譯應用，請使用 Visual Studio 2015。

　　你同樣也需要 Azure 賬戶來運行例程。你可以創建一個免費的 Azure IoT Hub，并在你的 Azure IoT Hub 上創建設備。使用 device explorer 完成這些任務。在 這里查看 device explorer 文檔。

　　這里我將演示一個小的服務器應用，從 IoT Hub 獲取消息并處理。代碼是很簡單的，并不適用于生產環境。這僅僅是向你介紹如何方便地同 Azure IoT Hub 通信。在這個代碼里，我們只接收來自設備的信息，并將新的消息發送至同一個設備。

　　你需要使用你的連接字符串來修改服務器端的代碼。

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　　private const string CONNECTION_STRING = "";

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　　正如你在代碼中看到的一樣，我只調用了 TDXServerEmulator 類中的 connect 方法

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　　TDXServerEmulator ServerEmulator = new TDXServerEmulator();

　　ServerEmulator.Connect();

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　　這會處理接收和響應消息。

　　為了使用客戶端，你需要 Azure IoT 的 URL 替換成你自己的。Device.cs.

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　　const string iotHubUrl = "";

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　　在客戶端代碼中，創建新的 Device 對象，注冊 OnMessageReceived 事件。這能夠使你的設備收到來自 Azure IoT Hub 的所有消息。

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　　Device client1 = new Device("", "");

　　client1.OnMessageReceived += Client1_OnMessageReceived;

　　client1.Start();

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　　接下來，你可以運行例程。兩個終端串口會在程序執行之后出現。你需要等待服務器應用連接。

　　在服務器連接后，你可以在應用中選擇 “Send Hi” 。

　　在上面的圖片中，你可以看到客戶端發送“Hi”。服務器接收到來自客戶端的消息后，用“Hi from IoT Hub” 消息作為響應。

　　就像你在代碼中看到的一樣，同 Azure IoT Hub 通信和發送消息是很容易的。對于復雜的應用，還有許多可以改進的地方，這當然也會使得代碼變得更加復雜。

　　通過以上的代碼和解釋，你應該可以使用 Azure IoT Hub 開發簡單的應用。所有 Toradex ARM計算機模塊 均支持 Azure IoT Hub。你可以在 這里了解 Toradex 模塊的支持類型。你也可以下載 WinCE 和 Linux SDK。