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carloscn/s02-django-jg-prj

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s02-技术记录-1
2020-03-21 04:43:40 -0700

技术架构

总览

image-20200327081206961

如图所示，为本项目技术组织图。

image-20200327080235589

如图所示为程序流程图

下位机

image-20200327080338402

如图所示，下位机流程图

下位机是以STM32为核心的传感器信息采集装置，主要实现对MPU6050三轴数据的采集与传输、振动检测、身份密码校验等功能，利用NB-IoT模块以4G网络为载体进行信息交互传递。NB-IoT为移动运营商提供的硬件平台并配套相应地运营商服务器，NB-IoT模块非传统的4G网络模块的点对点通信模式，而是会将数据直接发送到运营商服务器上，由运营商服务器负责将数据转发到本项目的服务器上。

服务器

image-20200327080338402

本项目中的服务器为腾讯云服务器，在服务器上架设两种服务，一种是基于Django的网页监听服务，某客户端通过html网页监听http请求，处理某客户端的请求数据的请求并显示数据到html页面上，模型的数据请求也包含在该服务内；一种是基于网络通信的数据监听服务，即监听运营商服务器转发过来的数据信息，并将数据信息存储数据库中。在任何接入ipv4的客户端都可以访问本服务器的内容。

l **HTML前端显示：**Django框架生成的web界面，用于显示三轴数据，报警状态；用于用户点击请求数据功能。

l **Django Python：**Django的python后台程序，用于控制前端显示的数据，监听用户点击按钮请求数据。

l Python Socket Server： 服务器数据监听进程。用于监听nb-iot模块发送来的数据，并将数据解析。解析后的数据通过进程管道通信机制传输给Django并将数据存储数据库中；用于保存json文件。

l 管道PIPE通信： Django无法创建socket通信，因此设定单独的socket server，将socket server和Django分开。我们将两个模块分别简称为Django进程和socket进程。两个进程之间通信可以依靠PIPE进程通信解决。Django进程可以接收Socket进程的数据，Socket进程可以处理Django的数据请求。

l **SQL数据库：**用于存储信息为数据库。Socket进程对数据库仅有写的权限，Django进程对数据库仅有读的权限。

l **Json解析器：**生成和保存json文件。

模型

模型客户端是依托ThingJS物联网开发平台的虚拟模型可视化装置。前端模型由CampusBuilder塑造还原的校园模型，后端是基于Javascript实现的物体形体控制。通过ThingJS提供的平台可将CampusBuilder生成的模型UI与后端Javascript有机的结合起来。物体形体的控制数据通过Ajax向运行Django的服务器进行http请求，运行Django的服务器会读取数据库信息并返回数据，Javascript会根据数据控制物体的形态，以完成数据闭合流通的过程。

使用方法关键记录

登入服务器

使用windows系统自带的远程桌面连接工具。寻找方法如图，在开始菜单输入关键字。

image-20200329093920802

进入后输入IP指令：

image-20200329094016377

输入用户和密码，登入界面。

启动cmder软件。

服务器端启动

请参考教学视频，以下为关键步骤的记录。

step1： 在服务器端启动django服务: 新建一个cmd终端

cd /d c:\workspace\s02-django-jg-prj\django-test\HelloWorld

python manage.py runserver 0.0.0.0:8080

image-20200327104519032

step2: 服务器端系统启动socket服务：再新建一个cmd终端

cd c:\workspace\s02-django-jg-prj\s02-socket-server

python main

image-20200327104457860

step3: 在本地浏览器（任意一台联网的电脑或者手机都可以）输入： http://175.24.105.191:8080/index

OK，就可以看到更新数据了。

模型使用

step4: 在本地浏览器输入：http://www.thingjs.com/guide/?m=sample

（注意上述网址必须是http开头而非https开头，否则由于浏览器CPS策略影响，不能交互数据。）

井盖位置

image-20200327153025533

step5: 打开开关；

image-20200327140253899

服务器配置

下载MqSQL

https://dev.mysql.com/get/Downloads/MySQL-8.0/mysql-8.0.19-winx64.zip

配置MySQL

解压到C盘，设定配置环境变量路径。

在解压到的文件夹内创建：my.ini配置文件和一个data文件夹

my.ini配置文件内容为

[client]
port=3306
default-character-set=utf8

[mysqld] 
# 设置为自己MYSQL的安装目录 
basedir=C:\mysql-8.0.19-winx64
# 设置为MYSQL的数据目录，禁止手动创建data文件夹 
# datadir=C:\mysql-8.0.19-winx64\data
port=3306
character_set_server=utf8
#开启查询缓存
explicit_defaults_for_timestamp=true

mysqld --initialize --console

image-20200412115222033

上图红框中的为初次密码

mysqld --install

net start mysql

alter user 'root'@'localhost' identified by 'root';

更改密码：

mysql> use mysql
mysql> update user set authentication_string=password('HEpan693640.') where user='root';
mysql> flush privileges;
mysql> quit

密码通过在根目录搜索err文件查找

image-20200321113407619

查找

image-20200321113424091

mysql -u root -p

密码为上述红线字符串。

成功进入mysql，设定mysql用户名： root，密码为：root

开发过程

  • python3上安装mysql驱动：

    python -m pip install PyMySQL django-csp-nonce django requests -i http://pypi.douban.com/simple --trusted-host=pypi.douban.com

  • 安装安全控件：

    python -m pip install CoAPthon -i http://pypi.douban.com/simple --trusted-host=pypi.douban.com

  • 数据库开发过程：

    创建数据：CREATE DATABASE S02DB;

    删除数据库：drop database S02DB;

    选择数据库：use S02DB;

    创建数据表：(按照下表创建)

    设备id(id) 时间(time) x轴信息(x) y轴信息(y) z轴信息(z) 振动状态（vt） 位置信息（gps） 管理员状态(at)
    var var var var var bool var bool 
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `s02table`(
   `number` INT UNSIGNED NOT NULL auto_increment, 
   `id` INT UNSIGNED,
   `time` VARCHAR(100) NOT NULL,
   `x` VARCHAR(40) NOT NULL,
   `y` VARCHAR(40) NOT NULL,
   `z` VARCHAR(40) NOT NULL,
   `vt` BOOL NOT NULL,
   `gps` VARCHAR(80) NOT NULL,
   `at` BOOL NOT NULL,
   PRIMARY KEY ( `number` )
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
  
![image-20200323094632601	](s02-技术记录-1/image-20200323094632601.png)
  
删除在数据库中的数据表：`DROP TABLE s02table;`
  
插入数据：
  
  ```mysql
  INSERT INTO s02table ( number, id, time,x,y,z,vt,gps,at )
                         VALUES
                         ( 3, "123456", "2020/02/03/12:45:36","12.2578", "25.3658","125.2256",0,"12.56565,121.4484847",1);

读取数据库：select * from s02table;

image-20200323095648617

几个常用的命令记录：

alter table s02table add number int first;
UPDATE s02table SET number='0' WHERE id="123456";

ALTER TABLE s02table DROP PRIMARY KEY ,ADD PRIMARY KEY ( number );

alter table s02table modify number int auto_increment;

truncate table s02table;

  • 创建用户表 UserInfo

    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `app01_userinfo`(
   `id` INT UNSIGNED NOT NULL auto_increment, 
   `name` VARCHAR(100) NOT NULL,
   `pwd` VARCHAR(40) NOT NULL,
   PRIMARY KEY ( `id` )
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

    进入manage.py文件目录下，执行下面语句：https://www.cnblogs.com/wangyue0925/p/11060303.html

    python manage.py makemigrations sessions

python manage.py migrate sessions

  • 创建产品表 Product

    如下图，提示缺少什么，就创建什么

    image-20200412132213764

    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `app01_product`(
   `id` INT UNSIGNED NOT NULL auto_increment, 
   `name` VARCHAR(32) NOT NULL,
   `pro_key` VARCHAR(32) NOT NULL,
   `pro_script` VARCHAR(64) NOT NULL,
    PRIMARY KEY ( `id` ),
    `userinfo_id` INT UNSIGNED DEFAULT NULL,
    KEY `userinfo_id`(`userinfo_id`),
    FOREIGN KEY(`userinfo_id`) REFERENCES `app01_userinfo`(`id`)
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
INSERT INTO app01_product ( name, pro_key, pro_script, userinfo_id)
                         VALUES
                         ("BC35", "9a65fdc7224411938d3e2cd7f2f70fb3","nb-iot",1);

  • 创建站点 Site

    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `app01_site`(
   `id` INT UNSIGNED NOT NULL auto_increment, 
   `name` VARCHAR(16) NOT NULL,
   `site_script` VARCHAR(64) NOT NULL,
    PRIMARY KEY ( `id` )
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
    INSERT INTO app01_site ( name, site_script)
                         VALUES
                         ("HuaWei-IoT", "NB-IoT Device");

  • 创建注册表 register

    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `app01_register`(
   `id` INT UNSIGNED NOT NULL auto_increment,
   `dev_id` VARCHAR(64) NOT NULL,
   `dev_name` VARCHAR(32) NOT NULL,
   `dev_address` VARCHAR(32) NOT NULL,
   `longitude` VARCHAR(32) NOT NULL,
   `latitude` VARCHAR(32) NOT NULL,
   `imei` VARCHAR(32) NOT NULL,
   `dev_id_key` VARCHAR(32) NOT NULL,
   `create_time` TIME(6) NOT NULL,
    PRIMARY KEY ( `id` ),
    `pro_id` INT UNSIGNED DEFAULT NULL,
    KEY `pro_id`(`pro_id`),
    FOREIGN KEY(`pro_id`) REFERENCES `app01_product`(`id`),
     `site_id` INT UNSIGNED DEFAULT NULL,
    KEY `site_id`(`site_id`),
    FOREIGN KEY(`site_id`) REFERENCES `app01_site`(`id`)
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

  • 创建数据表 Data

    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `app01_data`(
   `id` INT UNSIGNED NOT NULL auto_increment, 
   `dev_id` VARCHAR(64) NOT NULL,
   `mpu6050_x` FLOAT NOT NULL,
   `mpu6050_y` FLOAT NOT NULL,
   `mpu6050_z` FLOAT NOT NULL,
   `vibrate`  INT UNSIGNED NULL,
   `alarm`  INT UNSIGNED NULL,
   `admin`  INT UNSIGNED NULL,
   `time` DATETIME NOT NULL,
    PRIMARY KEY ( `id` ),
    `device_id` INT UNSIGNED DEFAULT NULL,
    KEY `device_id`(`device_id`),
    FOREIGN KEY(`device_id`) REFERENCES `app01_register`(`id`)
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

  • 创建状态表 State

    CREATE TABLE IF NOT EXISTS `app01_state`(
   `id` INT UNSIGNED NOT NULL auto_increment, 
   `state` VARCHAR(16) NOT NULL,
   `time` Time(6) NOT NULL,
    PRIMARY KEY ( `id` ),
    `devid_id` INT UNSIGNED DEFAULT NULL,
    KEY `devid_id`(`devid_id`),
    FOREIGN KEY(`devid_id`) REFERENCES `app01_register`(`id`)
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

通信协议

        # BC95通过电信云接收的数据格式为
        #  df68ff97907e  00  1111  2222  3333  00  11  00
        # |------------||--||----||----||----||--||--||--|
        #     (ignro)    ID  xxxx  yyyy  zzzz  zd  bj  ad
        #    固定12位                          zd: 振动数据
        #                                      bj: 报警数据
        #                                      ad: 管理员权限

COAP开发

安装coapython：

python -m pip install CoAPthon -i http://pypi.douban.com/simple --trusted-host=pypi.douban.com

安装MongoDB依赖：

下载：https://fastdl.mongodb.org/windows/mongodb-windows-x86_64-4.3.4.zip

解压，配置环境变量。在c盘创建data文件夹，再在data文件夹创建db文件夹，同时在data文件夹中创建log文件夹。

在mongodb的根目录创建mongod.cfg文件，文件内部写入：

  systemLog:
      destination: file
      path: c:\data\log\mongod.log
  storage:
      dbPath: c:\data\db

在终端运行安装mongo：

mongod --config "c:\opt\mongodb-windows-x86_64-4.3.4\mongod.cfg" --install

启动mongoDB服务：

net start MongoDB

在终端运行mango：

mongo

进入mongo后，对mongo数据库进行coap支持配置：

use resourceDirectory

db.createUser( {user: "RD",pwd: "res-dir",roles: [ { role: "readWrite", db: "resourceDirectory" } ] } )

db.resources.createIndex( { "ep": 1, "d": 1 }, { unique: true } )

请求方法

  • 0.01 GET：获取资源

  • 0.02 POST：创建资源

  • 0.03 PUT：更新资源

  • 0.04 DELETE：删除资源

安装OpenSSL

下载： http://slproweb.com/download/Win64OpenSSL_Light-1_1_1e.msi

配置环境路径

需要vc2015 res x64

  1. 打开windows命令行窗口，输入where openssl，查询是否安装openssl。

where openssl

点击放大

​

  1. 创建测试CA证书。
  2. 创建私钥。

openssl genrsa -out ca-key.pem 1024

  1. 创建证书请求。

openssl req -new -out ca-req.csr -key ca-key.pem

  1. 自签署证书。

openssl x509 -req -in ca-req.csr -out ca-cert.pem -signkey ca-key.pem -days 3650 点击放大

  1. 生成server证书。

  2. 创建私钥。

openssl genrsa -out server.key 1024

  1. 创建证书请求。 openssl req -new -out server-req.csr -key server.key

  2. 自签署证书。 openssl x509 -req -in server-req.csr -out server.cert -signkey server.key -CA ca-cert.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -days 3650 点击放大

  3. 生成client证书。

  4. 创建私钥。 openssl genrsa -out client.key 1024

  5. 创建证书请求。 openssl req -new -out client-req.csr -key client.key

  6. 自签署证书。 openssl x509 -req -in client-req.csr -out client.cert -signkey client.key -CA ca-cert.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -days 3650 点击放大

  7. 在Demo工程中，已经配置好生成的server证书。 python -m pip install flask -i http://pypi.douban.com/simple --trusted-host=pypi.douban.com

python -m pip install requests -i http://pypi.douban.com/simple --trusted-host=pypi.douban.com

参考文献：

  1. 打开lesql.html
  2. https://www.runoob.com/mysql/mysql-where-clause.html

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