腾讯云实践案例：基于树莓派实现甲醛在线监测

本案例针对传统甲醛检测的问题进行优化，通过远程在线监测甲醛指标的方式，解决了已有方案中“需现场人工查看”、“检测限于单次”等问题。

本文主要用于流程说明，详细源码请参考 github/SensorOnTencentCloud

（预计耗时 - 1人/时：单人约1小时可完成搭建实践验证。）

1.效果展示

云端展示

腾讯云图 云端展示

终端展示

RapeberryPi 终端展示

2.物料准备

终端部分

• Rpi（Rapspberry Pi 3B+）
• Rpi操作系统（ raspbian 使用 lite 版）
• 传感器（UART 甲醛传感器）
• OLED（I2C OLED屏）

软件部分

• 腾讯云账号 （ 腾讯云 ）

3.架构说明

逻辑架构图

技术方案架构图

4.搭建过程

此环节分为三个部分：

• 终端搭建
• 云端搭建
• 终端上报云端联调

注1: 终端搭建完成后，即可进行本地监测

注2: 云端部分是通用接口，可按接口格式，上报并展示其它监测数据

4.1 终端搭建

4.1.1 Rpi系统安装与环境准备

• 安装Rpi操作系统 安装指引
• 完成基础配置，使可接入互联网 配置指引
• clone 代码至 Rpi (路径可自定，此处示例为 /sotc 下同)
• 执行 init.sh 安装依赖库

4.1.2 硬件接线与配置

a. RPI GPIO图示

RaspberryPi GPIO 示意图

b. 接线示意图

GPIO 硬件接线 示意图

c. 接线说明

注：本次使用传感器，硬件接口是1.25mm端子，Rpi是2.5mm端子，使用了 7P1.25转2.5杜邦线，进行连接

d. 开启I2C接口

按下图示意打开I2C接口

raspi-config

接口管理

I2C管理

确认开启

测试执行

i2cdetect -y 1

查看设备

看到 3C 即识别硬件成功

注：UART默认开启，无需配置

4.1.3 本地监测与展示

a. 本地测试

执行脚本

nptdate cn.ntp.org.cn
/sotc/getdata.py &
sleep 3
/sotc/flusholed.py &

此时OLED应有显示数据。

注1：必须及时对时，避免时间偏差，影响数据可用性

注2：电化学传感器有预热时间，预热时间内数据不稳定

b. 添加启动项

编辑 /etc/rc.local

nptdate cn.ntp.org.cn
/sotc/getdata.py &
sleep 3
/sotc/flusholed.py &

c. 添加计划任务

编辑 /etc/crontab

*/1 * * * * root /sotc/reload.sh

此部分用于进程异常中止后的拉起。

注：基于时间成本与应用环境考虑，未使用守护进程或服务形态

4.2 云端搭建

4.2.1 云数据库

访问 云数据库 控制台 建立库表

表结构

SET SQL_MODE = "NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO";
SET AUTOCOMMIT = 0;
START TRANSACTION;
SET time_zone = "+00:00";

CREATE TABLE `sensordata` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `stime` timestamp NULL DEFAULT NULL,
  `utype` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
  `udata` float NOT NULL,
  `sdata` varchar(256) DEFAULT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

ALTER TABLE `sensordata`
  ADD PRIMARY KEY (`id`);

ALTER TABLE `sensordata`
  MODIFY `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT;
COMMIT;

4.2.2 无服务器云函数

访问 云函数 控制台 建立函数服务

• 新建服务
• 配置代码 （录入 github/scf.py 代码）
• 配置触发方式 （选择API网关触发）
• 等待调用

注：由于后续使用API网关触发，可后续联调

4.2.3 云API网关

访问 API网关 控制台 配置网关服务，如由上节云函数部分配置触发，则API网关服务已经建立，仅需调整配置，以及下载使用API网关SDK。

具体操作可参考 client_package/readme.md

4.2.4 腾讯云图

访问 云图 控制台 配置展示部分

a. 使用说明

新建大屏 -> 拖选组件 -> 点击数据栏 -> 选择数据库 -> 填写SQL -> 开启自动更新 -> 预览 -> 发布

b. 操作示例图

腾讯云图 简要操作方式

c. 组件配置信息

• 最新同步时间 - 通用文本

select concat('最新同步时间 ',stime) as value from sensordata order by id desc limit 1

• 国标系数比 - 水位图

select round((udata)/0.08*100, 2) as value from sensordata order by id desc limit 1

• 实时读数 - 基本条形图

select round(udata, 3) as x, '' as y from sensordata order by id desc limit 1

• 10分钟数据 - 基本折线图

select * from (select id, round(udata, 3) as y, date_format(stime, '%H:%i:%S') as x, utype as s from sensordata order by id desc limit 360) as t1 order by id asc

• 7天数据 - 基本折线图

select distinct (dt), round(AVG(udata),3) as y, dt as x, '0' as s from (select id, date_format(stime, '%Y-%m-%d %H') as dt, udata from sensordata order by id desc limit 604800) as t1 group by dt order by dt ASC

4.3 终端上报云端联调

a. 执行脚本

/sotc/sync_apigw.py

此时云数据库应新增数据，云图应有展示。

注1：如积累数据量过大，API网关可能会有超时，但数据应该能正常录入。

注2：未进行分批上传的原因，也是时间成本与工作环境考量，可自行更改。

b. 添加计划任务

编辑 /etc/crontab

*/1 * * * * root /sotc/sync_apigw.py

此部分用于每分钟同步数据。

4.4 其它

本案例也将于 本周四（20190801) 在 腾讯技术工程直播间 进行直播分享。

欢迎提前预约直播。

腾讯技术工程直播间