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作者：刘涛
概述：
小型蚯蚓养殖监控系统主要探索在家庭等局限场地下，蚯蚓的正常养殖，从而得到蚯蚓粪和蚯蚓液。系统基于ART-PI & RT_Studio 开发，使用了dht11,ds18b20,土壤湿度，mpu6050监测养殖环境中的空气温湿度，土壤温湿度和蚯蚓的抖动密度。外置的风扇和水泵对上述环境变量进行控制。连接onenet后可以及时在后台远程观测环境变量并加以控制。
开发环境
硬件:ART-Pi STM32H750
扩展板：DS18B20防水数字温度传感器，DHT11温湿度传感器，2pcs MPU6050 传感器，土壤湿度传感器
RT-Thread版本：RT-Thread V 4.0.3
开发工具及版本：RT-studio2.0.0
RT-Thread使用情况概述
调度器：创建多个线程来实现不同的工作。
信号量：用来同步线程。
互斥量：多个相关采集线程能同时获得系统资源，不被其他线程抢占
消息队列：用来实现采集线程，控制线程和OneNet upload线程的同步。
消息邮箱：onenet_mqtt 接受控制命令后和控制线程的同步
组件部分：I2c框架， Sensor框架
I2C框架：使用 I2C框架来驱动MPU6050
ADC device: 用来采集土壤湿度
PWM device: 用来控制风扇，水泵。
Sensor框架：MPU6050,DHT11,DS18b20均为基于sensor框架的包，为上层提供统一的操作接口，提高上层代码的可重用性；简化底层驱动开发的难度。
软件包部分：
Webclient：提供设备与 HTTP Server 的通讯的基本功能。
pahomqtt,：本软件包是在 Eclipse paho-mqtt 源码包的基础上设计的一套 MQTT 客户端程序。
Onenet：是 RT-Thread 针对 OneNET 平台连接做的的适配，通过这个软件包，可以让设备在 RT-Thread 上非常方便的连接 OneNet 平台，完成数据的发送、接收、设备的注册和控制等功能。
cJSON： C语言实现的极简的解析 JSON 格式的软件包。
DHT11： GPIO模拟单总线协议，读取传感器温湿度，注册在sensor框架
Ds18b20: GPIO模拟单总线协议，读取传感器温度，注册在sensor框架
MPU6050: 本软件包是为 InvenSense 公司的六轴系列传感器提供的通用传感器驱动包，可选I2C或SPI通信协议。通过 Sensor 框架，开发者可以快速的将此传感器驱动起来。
硬件框架
ART-Pi 外挂多个传感器作为采集输入设备， 水泵和风扇作为控制设备。ART-Pi本身作为Onenet的一个终端设备来上传数据接收和接收命令。
软件框架说明
多个采集线程实时读取环境中的温湿度，发送到stream消息队列;Onenet上传线程接收消息并上传到相应stream。当云端下发命令，触发Onenet_cmd_rsp_cb, 在里面发送接收的控制命令到命令缓存邮箱，控制线程查询邮箱，发现邮件后使用rt_mq_urgent发送紧急控制stream,及时同步云端控制设备的状态。
软件模块说明
共创建了2个信号量，1个消息队列，1个互斥量，7个线程
信号量：
mqttinit_sem 主要用于wifi的连接及onenet_mqtt_init的同步问题。
sensor_msg_sem_empty 主要限制采集线程占用的消息资源个数
5个采集线程：
adc1_5_entry：周期性读取土壤湿度传感器的值，并把读取到的值发送到消息队列sensor_msg_mq
read_dhtll_entry：周期性读取DHT11温湿度传感器的值，并把读取到的值发送到消息队列sensor_msg_mq
read_ds18b20_entry：周期性读取ds1b20 土壤温度传感器的值，并把读取到的值发送到消息队列sensor_msg_mq
read_gyro0_entry： 周期性读取MPU6050_0六轴传感器的Y轴角速度，作为蚯蚓活动强度（间接反映蚯蚓密度和活性情况），并把读取到的值发送到消息队列
read_gyro1_entry： 同上，两点测量。
消息队列：
sensor_msg_mq： 为了同步采集线程，控制线程和云端的同步。由于Onenet数据刷新有要求，更新数据快了也没用，这里设置为1s. 生产者过多，消费速率过慢，最终都会过剩。只分配5个消息给到采集线程。
另外，虽然我们开辟了8个消息，但是我们使用了sensor_msg_sem_empty 信号量来限制采集线程只能使用5个，留下的3个用来快速同步控制流，及时刷新云端控制设备的状态。
互斥量：
sensor_msg_mutex： 由于DHT11同时读取了温度和湿度两个环境变量，对应云端两个stream，需要发送两次消息，为确保两个stream的同步，先获取互斥量，在未全部发送完成之前不释放互斥量。
消息邮箱：
sensor_msg_mailbox：云端发送命令间隔没有明确的限制，存在连续操作，需要缓存一下，这里设置了16个邮件。在Onenet_cmd_rsp_cb里把接收的命令直接发送到邮箱，控制线程接收邮件并处理。
控制线程：
center_control_entry：从sensor_msg_mailbox邮箱里接收邮件，解析命令，控制设备，并同步设备状态到云端。
上传线程：
onenet_upload_entry: 长等待方式从队列里接收消息，然后根据消息里的stream_id发数据到 onenet云端不同的数据流
状态线程：
Main：led 2s闪烁，指示当前系统的运行状态。
演示效果
图片：
演示视频：
比赛感悟：
一直在了解RT-Thread国产操作系统，教程和书也看过，但缺少一个实际项目动手实际深入一下。赶上这个大赛，又有个感兴趣的方向，就报名了。
首先不得不说一下，RT-Thread写的很友好，可以边查边用。RT-Studio设计的很方便，就是太卡了有时。
项目中，关于线程之间的同步与互斥，调试浪费了些时间，但也更好地理解了它们的定义和用法。实践才能出真知，理论看的再多了，不用还是一知半解，不是自己的真知。
另外一点就是对于RT-Thread软件包架构，我认为这是个很好的创新，可以让应用和硬件完美去耦。一方面可以使用别人已有的软件包快速构建产品，也可以学习参考别人的优秀代码。
通过这次比赛，我发现了mpu6050软件包的一个bug,提交了第一次pull request。也在制作第一个软件包hx711（测试中，项目暂未用到，待发布）。让我是切实了解了开源社区的魅力。
十分感谢主办方提供的这次比赛机会,让我学到了很多知识，也让我找回来大学时候通宵比赛的感觉。也要感谢社区大佬们制作的软件包，节省了不少开发时间。最后希望RT-Thread越来越好，自己也能参与其中，贡献一份力量。
