移动物联网项目搭建（一）——起步

前言
本项目是我本人在2019年7月也就是大二暑假所做的一个云端通信新手训练项目，阿里云更新频繁，有可能会出现一些变化。不过我认为本文的价值在于物联网云端通信项目的基本框架搭建步骤以及一些设计上的思考，这些东西是不容易变的，特别是对于新手而言，建议空闲时间阅读即可。

项目背景意义

物联网，大数据，云技术，跟随时代的发展，作为一个大二学生，在暑假为丰富自我的知识储备，进行一个物联网移动通信的项目实践。物联网，顾名思义，物体连接入网，相当于是将一个终端设备（诸如PC、手机、机器人、单片机甚至家电等等）连接入网，实现智能控制，互联互通。物联网是大数据的基础，只有设备连接上了网络，网络服务器才能获得来自设备的大量数据，从而进行数据分析，加上人工智能、深度学习等数据分析技术，再反向利用这些数据，向终端设备推送有益的改善从而提高用户的使用体验。想要在当今这个万物互联的时代走进IT圈，物联网技术必不可少，是诸多应用级场景项目实现所需技术的基础。

项目规划

项目目标（初级）

1. 用QT实现一个简单的界面
2. 用阿里云C-SDK省去网络协议的书写过程，直接使用MQTT相关协议
3. 通过MQTT协议实现设备的入云
4. 实现两个终端设备（采集终端和监控终端）的入云且可随时发送接收消息
5. 实现阿里云流量限制大小内的图片打包发送
6. 实现传感器数据透过物模型属性数据上报至云端Web应用且打包为消息发送至监控终端

项目所需硬件设备

1. 两台Linux系统的主机，这里监控终端使用装有Ubuntu 19.04的PC，监控设备为一台装有Raspbian buster（Kernel version: 4.19）的Raspberry pi 3B+（树莓派简易电脑）。
2. 一张ArduinoUNO v3.0 单片机板，用于连接传感器并与树莓派连接实现串口通信，这里不用Arduino板也可实现，我这里是为了加大项目复杂性且增加拓展性以提高能力水平。
3. DHT11 温度湿度传感器。
4. 一根网线，用于初次连接配置无线网络，或者一台屏幕，直接用HDMI线与树莓派做连接，当然也可以不要网线直接在装系统时填入无线SSH信息。
5. 树莓派电源和电源线，供电。
6. 一个读卡器，用于烧系统。
7. 一张SD卡，树莓派的文件存储卡。

项目实现准备

1. 为自己的笔记本电脑安装Ubuntu linux系统（虚拟机实现也可，但为更好的学习效果，建议安装双系统）
   我的Win10+Ubuntu19.04安装教程：https://blog.csdn.net/Amorx12345/article/details/97510324

2. 为树莓派安装Raspbian 操作系统，官网下载链接：https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/ ，将系统文件通过读卡器烧入SD卡中

3. （有屏幕跳过）下载远程监控树莓派的工具，Putty或者VNCviwer，其中Putty是命令行界面，VNC是可视化界面
   Putty下载官网链接：https://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/
   VNCviwer下载官网链接：https://www.realvnc.com/en/connect/download/viewer/

4. （有屏幕跳过）注意点：无论是Putty还是VNC都是通过SSH来远程控制设备，而现在的Raspbian系统在最开始不会打开SSH功能，故需要在装系统前于下载的raspbian系统文件夹下的boot目录中新建一个名为SSH的空文件。同时若不想用网线进行初次配置，也可直接在系统文件夹下进行一定的网络配置文件操作，相关内容可去查找。

5. 用网线连接树莓派和笔记本所使用的局域网的路由器，然后在笔记本上打开浏览器输入路由器的配置地址，查看树莓派的IP地址，当然也可通过IPconfig/all命令进行查询。

6. 获得IP后用Putty或VNC直接连接树莓派，输入Username（默认为pi）和Password（默认为raspberry），若想以后通过无线网连接树莓派则可进行相关配置，Putty命令行输入：

   sudo vi /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

   （关于vi的使用及更好用编辑工具的获取：https://blog.csdn.net/Amorx12345/article/details/97506437）
   进入网络配置文件，于network字典下填入相应Wifi或手机热点的ssid和psk后，重启reboot，树莓派启动后会自动连接上搜寻到的此网络，此时已可拔下网线，通过无线方式连接。
   若是VNC可视化界面直接右上角Wifi按钮下拉菜单中选择寻找到的网络键入密码后，拔下网线，重新连接VNC即可。
   有线和无线连接切换后IP可能会发生变化，注意查看与更改。

7. 开发环境配置工作
   若下载速度过慢，可将源更改为国内源。
   Ubuntu换源方法：https://blog.csdn.net/Amorx12345/article/details/97502552
   Raspbian换源：基本方法与Ubuntu一致。
   替换为阿里源：将http://raspberrypi.org/raspbian/替换为 http://mirrors.aliyun.com/raspbian/raspbian/ 后面的字符串要注意保留。
   注意：树莓派要修改两个list，一个是/etc/apt/souces.list另一个是/etc/apt/sources.d.list/raspi.list

   （1）安装QT：Ubuntu监控开发端需下载QTCreator，下载官方链接：https://www.qt.io/download ；树莓派端仅需将开发端开发好的程序正确编译执行即可，键入命令：

   sudo apt-get install qt5-default

   由于QT Creator是不支持中文输入的，为了可视化界面设计及注释的添加，这里需进行中文输入配置：

   sudo apt-get install fcitx-libs-qt fcitx-libs-qt5
   cp /usr/lib/x86_64-linux-gnu/qt5/plugins/platforminputcontexts/libfcitxplatforminputcontextplugin.so ~/Qt5.13.0/Tools/QtCreator/lib/Qt/plugins/platforinputcontexts/

   不建议在树莓派上安装QT Creator同时进行QT工程的开发，第一是没必要，第二是树莓派性能有限，存储空间也有限。
   （2）开发端下载阿里云提供的C-SDK开发工具包，下载官方链接：https://help.aliyun.com/document_detail/96623.html?spm=a2c4g.11186623.2.13.59cd5b3eCqbfs7

项目传送门

移动物联网项目搭建（二）——云端配置
移动物联网项目搭建（三）——SDK抽取与Qt工程建立
移动物联网项目搭建（四）——监控端开发设计
移动物联网项目搭建（五）——采集端设计