很多初學者或者互聯網轉行從業者，在學習嵌入式技術的基本理論概念之后，可能會感覺到迷茫，感覺自己雖然學了不少，但卻不知道怎么用到項目上。

我一直認為，對于嵌入式物聯網技術的入門，項目實戰是驗證理論學習的最佳方式。

在前面的兩篇文章里面，我們基于飛凌的 ElfBoard 嵌入式開發板，分別從開箱入門測評和嵌入式Linux開發套路的角度，分析了這塊開發板的各種特點，讓開發者對這塊開發板的硬件和資料有一個基本的認識。

本篇文章，我們將會基于 ElfBoard 開發板，開源一個面向初學者的，軟硬件結合的嵌入式物聯網項目，希望可以通過這個開源項目，讓初學者對嵌入式物聯網技術領域的 “云-網-邊-端” 架構，有一個更加直觀的認識。

關于這個項目的思維導圖，如下圖所示。

接下來，我們將會從云-網-邊-端的物聯網體系架構出發，描述整個開源項目的開發過程，整個開源項目的系統框架，如下圖所示。

1– 云（涂鴉云服務器）

開源項目是采用涂鴉云作為云服務器的，之所以采用涂鴉云，主要是涂鴉的IoT生態體系很友好，并且對于個人開發者（初學者），涂鴉云的學習門檻和接入門檻是比較低的，無需企業賬號，無需太高的設備購買費用，即可接入涂鴉云。

關于涂鴉云的具體用法，可以在公眾號搜索我以前發布過的文章：

【嵌入式實戰項目】環境監測設備接入涂鴉IoT開發平臺

ElfBoard邊緣中控是通過Tuya LinkSDK接入云服務器的，這個SDK采用標準的C語言進行編寫，移植的時候非常方便，具體可以參考官方提供的移植文檔，（此處不做詳細描述）

在涂鴉云服務器上建立好產品，完成功能定義，完成設備交互面板設計，移植完Tuya Link SDK，等一系列操作后，就可以讓ElfBoard具備接入云服務器的能力。

產品建成后，具體的功能定義如下圖所示。

2– 網（Wi-Fi無線連接）

要讓ElfBoard接入云服務器，就要先讓ElfBoard的硬件具備連接互聯網的能力，接入互聯網的方式有：4G網絡，Wi-Fi無線連接，RJ45有線網絡連接，這幾種方式都可以選用，由于ElfBoard開發板默認板載了一個RTL8723 無線Wi-Fi模塊，因此，本項目選用Wi-Fi無線連接方式，讓開發板接入互聯網。

十分方便的是，飛凌官方已經提供了一個聯網腳本，elf1_cmd_wifi.sh，應用程序開發工程師，可以很方便地調用這個腳本進行互聯網鏈接，對于使用嵌入式Linux+Qt開發的應用程序，飛凌官方也提供了參考例程，我們在程序開發的時候直接參考使用即可。

本項目關于Wi-Fi聯網的部分參考代碼，如下圖所示。（具體請參考完整源碼）

3– 邊（ElfBoard邊緣中控）

邊緣計算設備（邊緣中控）采用飛凌ElfBoard開發板進行設計，運行嵌入式Linux操作系統，采用Qt進行UI界面開發，應用程序采用C/C++語言進行編寫。

邊緣計算設備（邊緣中控）通過一個USB無線擴展模塊，與端側設備進行無線通信，這個USB無線擴展模塊的具體設計，可以參考項目里面開源的教程文檔。

USB無線擴展模塊支持AT指令集，支持從機設備管理，支持控制命令透傳，等等。感興趣的初學者還可以修改這個擴展模塊的固件（代碼已開源），讓其擴展更多創意的功能。

整個邊緣計算設備的Qt應用程序，共提供了5個應用界面，初學者可以在這5個應用程序界面，自由擴展自己的創意想法，以下是這5個應用界面的功能介紹。

界面 1

界面 1是一個電器控制界面，通過這個界面，可以對端側的電器設備進行無線控制，比如RGB三色燈的開關和亮度調節，燈光總開關的控制，遠程繼電器開關的控制，等等。當端側無線設備有按鍵事件觸發的時候，可以即時把按鍵值通過無線方式上報到邊緣中控設備，并把按鍵事件在信息窗口進行顯示。

界面 2

界面 2是一個環境監測界面，在這個界面，可以把開發板上面的溫濕度傳感器數據（客廳是實際值，臥室是模擬值）和環境亮度數據在界面上面實時顯示出來，這個界面還可以擴展到土壤數據監測，空氣顆粒物監測，環境噪聲監測，等等。

界面 3

界面 3是一個云服務器連接界面，通過【連接涂鴉云】按鈕，把邊緣中控ElfBoard接入涂鴉云服務器，然后通過手機端【智能生活APP】掃描二維碼，即可完成手機APP與設備的綁定操作，并且在信息窗口顯示連接狀態，手機APP通過云端轉發的控制指令，也可以實時在信息窗口進行顯示。

ElfBoard邊緣中控還可以把手機APP的控制指令轉發到無線端側設備執行，也可以把環境監測里面的傳感器數據，上報到云服務器，然后在手機APP界面進行實時顯示。

界面 4

界面 4是一個有線網絡界面，這個界面實現了一個遠程抄寫電表數據的功能，通過RS485總線和Modbus-RTU軟件協議，讓ElfBoard邊緣中控連接一個虛擬電表，虛擬電表的用電數據不斷更新（模擬用電過程），然后實現電表數據的實時讀取，并在信息窗口進行顯示。

界面 5

界面 5是ElfBoard邊緣中控的參數設置界面，在這個界面里面，可以對ElfBoard邊緣中控本身進行程序升級（未完成），同步網絡時間，設置USB無線模塊，端側從機掃描，以及重置USB無線模塊，開發者還可以在這個界面擴展更多有趣好玩的參數配置功能。

4– 端（采集與執行設備）

端側設備主要是以下三種類型的設備：支持Modbus-RTU協議的有線從機設備，具備2.4GHz/433MHz無線通信功能的網絡模塊，以及手機APP應用程序。

關于Modbus-RTU的有線從機設備，我們可以使用電腦端的Modbus-Slave軟件進行虛擬，Modbus-Slave軟件是一款精美小巧的Modbus-RTU從機調試軟件，使用它可以虛擬出任何支持Modbus協議的從機設備，具體軟件界面如下圖所示。

關于無線網絡模塊，它支持繼電器開關、RGB三色燈、按鍵事件等功能。

除了以上兩種端側設備之外，手機APP應用程序，也是屬于端側顯示設備。手機APP應用是通過涂鴉云的間接轉發方式，與ElfBoard邊緣中控進行端對端通信的，ElfBoard邊緣中控可以轉發手機APP的控制指令到無線網絡模塊，以及接收邊緣中控上報的環境監測數據。

整個項目已經開源到Gitee，歡迎各位嵌入式初學者或愛好者進行Fork和Star。

--補充說明一下，文章里面提到的“ElfBoard開發板”，是指飛凌嵌入式旗下 ElfBoard 品牌推出的 ELF 1S 開發板，在驗證這個開源項目的時候，需要使用ELF 1S進階版。

審核編輯：湯梓紅