RT-Thread-基于RT-Thread os实现混合定位RT-Thread问答社区

基于RT-Thread os实现混合定位

发布于 2021-03-19 16:01:01 浏览：726 订阅该版

[tocm]

# wayz_iotkit

## 1、介绍

wayz_iotkit 是上海图趣信息科技有限公司，针对RT-thread开发的能够实现定位功能的物联网组件。在使用传统上定位，如 GPS 等信号的同时，也支持使用基站、Wifi等数据，通过 WAYZ 定位云来进行定位。当前版本已实现支持wifi、gnss、基站定位，其中wifi定位为自动获取定位数据，gnss和基站需要开发者手动填写相关信息，后期会逐步实现对其他信号源的自动采集，进一步提升定位效果。

### 1.1 目录结构

| 名称 | 说明 |
| ---- | ---- |
| docs  | 文档目录 |
| examples | 例子目录，并有相应的一些说明 |
| inc  | 头文件目录 |
| src  | 源代码目录 |

### 1.2 许可证

wayz_iotkit package 遵循 LGPLv2.1 许可，详见 `LICENSE` 文件。

### 1.3 依赖

- RT-Thread 3.0+
- RT-Thread 开发 WLAN 框架
- webclient软件包
- cJSON软件包

## 2、如何打开 wayz_iotkit

使用 wayz_iotkit package 需要在 RT-Thread 的包管理器中选择它，具体路径如下：

```
RT-Thread online packages
    IOT - internet of things --->
        [*] wayz_iotkit: wayz iot location
            (wayz123) wifi ssid
            (wayz1234) wifi password
            Version (v1.0.0)   --->
```

- 然后让 RT-Thread 的包管理器自动更新，或者使用 `pkgs --update` 命令更新包到 BSP 中。

## 3、使用 wayz_iotkit

- 如何从零开始使用，请参考 [用户手册](docs/user-guide.md)
- 完整的 API 文档，请参考 [API 手册](docs/api.md)
- 详细的示例介绍，请参考 [示例文档](docs/samples.md)

## 4、注意事项

- 该组件是基于wlan框架上运用的wifi定位，前提条件必须要有wifi芯片
- 利用该组件时，需要重新开启任务处理，防止内存过小引发堆栈溢出错误

# 使用指南

这里主要介绍 wayz_iotkit 程序的基本使用流程，并针对使用过程中经常涉及到的结构体和重要 API 进行简要说明。

wayz_iotkit 的基本工作流程如下所示：

- 初始化 wifi、设备相关信息
- 将设备注册到平台上
- 获取定位结果(gcj02和wgs84标准)以及POI信息

## menuconfig 配置说明

获取 wayz_iotkit 软件包或者修改用户配置都需要使用 `menuconfig`。需要用户打开 ENV 工具，并将目录切换到您所用的 BSP 目录，使用 `menuconfig` 命令打开配置界面。

在 `RT-Thread online packages → IOT - internet of things` 中选择 **wayz_iotkit** 软件包，操作界面如下图所示：

详细的配置介绍如下所示：

```shell
RT-Thread online packages
    IOT - internet of things --->
        [*] wayz_iotkit: wayz iot location   # 打开 wayz_iotkit 软件包
            (wayz123) wifi ssid              # wifi 名字
            (wayz1234) wifi password         # wifi 密码
            Version (latest)   --->          # 选择软件包版本，默认为最新版本
```

选择合适的配置项后，使用 `pkgs --update` 命令下载软件包并更新用户配置。

- 注：wifi 名字和密码 供软件包切换模式用

## 工作原理
设备中wifi模块获取周围环境中的wifi信息，组包通过http方式上传到WAYZ定位云平台，云平台进行分析后将经纬度等其他信息一并返回到软件包，软件包通过处理可以得到gcj02和wgs84标准的经纬度，和POI信息。也可以通过传入gnss、基站等相关数据获取定位结果及其POI信息

## wifi、设备相关初始化
```c
typedef struct _device_info_            // 设备信息
{
    char *dev_name;                     // 设备名称
    char *manufacturer;                 // 设备制造厂家
    char *SN;                           // 设备序列号
    char *product;                      // 设备所属产品
    char *tenant;                       // 设备所属租户，通常是开放平台的用户 ID
}tdeviec_info;

typedef struct _wifi_info_              // wifi 相关信息
{
    char *ssid;                         // 保存wifi名称
    char *passwd;                       // 保存wifi密码
}twifi_info;
```

`twifi_info` 用于保存建立连接的 wifi相关信息，在设备上传`周围wifi信息`时联网使用。用户在使用 WiFi 建立连接会话前，必须定义一个存储会话内容的结构体，如下所示：

```c
twifi_info *wlan_info;
wlan_info = wifi_param_init(WIFI_SSID, WIFI_PWD);
```

`tdeviec_info` 用于保存注册到平台设备信息，在设备注册使用。用户在使用连接会话前，必须定义一个存储会话内容的结构体，如下所示：

```c
tdeviec_info *dev_info;
dev_info = dev_para_init(DEV_NAME, VENDER, PRODUCT, SN, TENANT);
```

## 设备注册

应用程序使用`dev_register_init`函数注册设备到平台。**其中ACCESS_KEY需要在平台申请**

示例代码如下所示：
```c
ret = dev_register_init(wlan_info, dev_info, ACCESS_KEY);
if (ret != DEV_REGISTER_OK)
{
    rt_kprintf("\033[31;22mdevice register failure. \033[0m\n");
    return ;
}
```

## 填充GNSS、基站信息定位
```c
typedef struct _gnss_unit_
{
    uint64_t timestamp;         // 数据收集的时间戳（UTC 时间，单位：毫秒）
    double lng;                 // 经度
    double lat;                 // 纬度 
    float accuracy;             // 卫星定位水平精度，单位：米
}tgnss_unit;

typedef struct _cell_unit_
{
    uint64_t timestamp;         // 数据收集的时间戳（UTC 时间，单位：毫秒）
    uint32_t cell_id;           // 小区 ID，当 CDMA 时，为 BID（Base Station ID）
    char radio_type[7];         // 基站类型，只能是以下值：gsm, wcdma, lte, cdma
    uint32_t mcc;               // mobileCountryCode：MCC 码
    uint32_t mnc;               // mobileNetworkCode：当 CDMA 时，为 SID（System ID）码
    uint32_t lac;               // locationAreaCode：当 CDMA 时，为 NID（Network ID）；
                                                     当 LTE 时，为 TAC（Tracking Area code）
}tcell_unit;
```
通过填充GNSS、基站等数据，传入定位接口即可获取定位结果信息

## 获取定位结果

应用程序使用`get_position_info`函数从平台端获取位置信息。**其中ACCESS_KEY需要在平台上申请**
`location_print`函数是打印位置相关信息

示例代码如下所示：
```c
tlocation_info location = {0};
ret = get_position_info(wlan_info, ACCESS_KEY, RT_NULL, &location); 
if (RT_ERROR == ret)
{
    rt_kprintf("\033[31;22mthe device failed to obtain latitude and longitude information.\033[0m\n");
}
else
{
    location_print(location);
}
```
- 其中`get_position_info`函数第三个参数为填充的`GNSS和基站数据`，相关操作可以参照[示例文档](docs/samples.md)

**打印位置信息结果**
```c
-------------------location result-------------------------------
timestamp: 1606293694990 
gcj02:
	latitude:30.515105
	longitude:114.401555
wgs84:
	latitude:30.517407914397
	longitude:114.396014616712
POI: {"id": "7SkEZdfXQfS","type": "Residential","name": "中建东湖明珠国际公馆","categories":[{"id": 10200,"name": "住宅"}]}
-------------------location result end---------------------------
```

## 定位轮询频次

该引用可以通过循环的模式来设置定位频次，**其中POINT_FRQ为定位频次的设置**

示例代码如下所示：
```c
while (1)
{
    ret = get_position_info(wlan_info, ACCESS_KEY, RT_NULL, &location); 
    if (RT_ERROR == ret)
    {
        rt_kprintf("\033[31;22mthe device failed to obtain latitude and longitude information.\033[0m\n");
    }
    else
    {
        location_print(location);
    }
    rt_thread_mdelay(POINT_FRQ);
    rt_memset(&location, 0, sizeof (location));
}
```
# wayz_iotkit API

```c
/**
 * Wifi parameter initialized
 * 
 * @param ssid: Wifi name
 * 
 * @param passwd: Wifi password
 * 
 * @return twifi_info: Dynamic allocation wifi info structure
*/
twifi_info *wifi_param_init(const char *ssid, const char *passwd);

/**
 * device parameter initialized
 * 
 * @param dev_name: device name
 * 
 * @param manufacturer: device manufacturer
 * 
 * @param product: product name
 * 
 * @param SN: product serial number
 * 
 * @param tenant: tenant device
 * 
 * @return tdeviec_info: Dynamic allocation device info structure
*/
tdeviec_info *dev_para_init(const char *dev_name, const char *manufacturer, const char *product, \
                const char *SN, const char *tenant);

/**
 * Wifi station mac address
 * 
 * @param data: Wifi station mac address data
 * 
 * @return void
*/
void get_sta_mac_addr(char *data);

/**
 * Connected to the Internet to register
 *
 * @param wlan_info: wifi name , wifi passwd
 *
 * @param dev_info: device info ,(dev_name、manufacturer、SN、product、tenant)
 * 
 * @param key: Visiting the website key
 *
 * @return =0: wifi connect failure
 *         =1: device register success
 *         =2: device register failure
 */
char dev_register_init(twifi_info *wlan_info, tdeviec_info *dev_info, char *key);

/**
 * Get the positioning result function
 * 
 * @param wlan_info Wifi related information
 * 
 * @param key Visiting the website key
 * 
 * @param post_data post gnss and cellulars data, obtain positioning results
 * 
 * @param location get location result
 * 
 * @return >0: success
 *         =0: location failure
 * 
*/
char get_position_info(twifi_info *wlan_info, char *key, tpost_data *post_data, tlocation_info *location);

/**
 * print location result
 * 
 * @param location location info
 * 
 * @return void:
 * 
*/
void location_print(tlocation_info location);
```

# wayz_iotkit 示例程序 #

| 示例程序路径                   | 说明 |
| ----                          | ---- |
| samples/location_client.c.c   | wayz_iotkit 测试例程 |

## 运行示例 ##

## 1、申请ACCESS_KEY

- 需要在平台申请ACCESS_KEY，目前只能提供人工申请的方式
在示例代码中的宏中填写申请的ACCESS_KEY字段，例如：
```c
#define  ACCESS_KEY     "XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"
```
## 2、填写wifi、设备相关信息
修改将所要连接网络的AP即用户名、密码等；也可以在选择组件时指定wifi相关信息。例如：
```c
#ifdef PKG_WAYZ_IOTKIT_WIFI_SSID
#define  WAYZ_WIFI_SSID      PKG_WAYZ_IOTKIT_WIFI_SSID
#else
#define  WAYZ_WIFI_SSID      "thread"
#endif

#ifdef PKG_WAYZ_IOTKIT_WIFI_PASSWORD
#define  WAYZ_WIFI_PWD      PKG_WAYZ_IOTKIT_WIFI_PASSWORD
#else
#define  WAYZ_WIFI_PWD      "12345678"
#endif
```
修改设备相关信息，例如：
```c
#define  DEV_NAME       "PANDDRA"      // 设备名称
#define  VENDER         "ALIENTEK"	   // 设备生产商
#define  PRODUCT        "FINDU01"	   // 设备所属产品
#define  SN             "1234567"	   // 产品序列号
#define  TENANT         "WAYZ"		   // 设备所属租户，通常是开放平台的用户 ID
```

## 3、GNSS、基站数据的填充

```c
tpost_data post_data = {0};					// 定义上传数据结构体

post_data.gnss.timestamp = 1606729066000;
post_data.gnss.lng = 114.39583641301239;
post_data.gnss.lat = 30.51769862171484;
post_data.gnss.accuracy = 8;

post_data.cellulars.count = 1;
post_data.cellulars.cell[0].timestamp = 1515743846504;
post_data.cellulars.cell[0].cell_id = 149833211;
rt_sprintf(post_data.cellulars.cell[0].radio_type, "%s", "gsm");
post_data.cellulars.cell[0].mcc = 460;
post_data.cellulars.cell[0].mnc = 11;
post_data.cellulars.cell[0].lac = 36558;

// 传入获取定位函数中
get_position_info(wlan_info, ACCESS_KEY, &post_data, &location); 
```

## 4、在`finsh`命令行中输入`location_test`命令即可调用示例代码

## 示例结果 ##
```c
timestamp: 1606293694990 ms
gcj02:
	latitude:30.515105
	longitude:114.401555
wgs84:
	latitude:30.517407914397
	longitude:114.396014616712
POI: {"id": "7SkEZdfXQfS","type": "Residential","name": "中建东湖明珠国际公馆","categories":[{"id": 10200,"name": "住宅"}]}
```