监控系统1 - 项目框架 | 线程邮箱
一、项目框架
1. ARM主机
电表：采集电流电压信息，监测设备电压380V以内和电流在正常阈值内
温度传感器：连接在火线上，监测电线温度
接触器：控制电灯原理，高电平信号使用电设备上电，可用于保护设备
继电器一般控制低电平，接触器一般控制工业设备（三根火线）
本地报警：声光报警（蜂鸣器，LED灯 / 工控灯）
存储模块：写入文件 / 存入数据库
FB：framebuffer（LCD，行场信号），表达状态信息（电流、电压、网络状态）
网络模块：通过网络发送数据到控制中心，便于集中管理（Mqtt外网服务、http局域网、云服务器）
2. 系统框图
服务器监测可实现一个服务器监测多个设备
3. 技术说明
1. 电表模块
通过modbus协议使用RS485（485转TTL工具使0 /1 统一）方式连接arm开发板。使用linux 串口编程技术，获得数据（最低要求可以获得数据）。用于检测设备状态
需要考虑超时处理，帧校验，数据采集频率（高要求）。 技术点：串口编程
RS485总线传输，一次传输多个，速率较低
三相电表
2. 温度传感器
adc（模拟转数字）字符设备驱动程序的编写，并加载到系统中正常使用。驱动中需要使用时间延时函数。延时函数精度的保证（实时性）。使用电桥测量高精度。
技术点：字符设备驱动的编写，字符设备驱动编写的框架，步骤。如何把驱动添加到linux系统中，正常工作。
驱动是ko文件，使用insmod命令加入内核中。除了这个办法。还有其他办法加入内核么，直接编译到内核中。驱动的编写涉及传感器的时序图。这个地方检测3路火线。
pt100 （电压）变送器
3. 网络编程
linux socket编程 tcp上传各个传感器收集到的数据。有好几种数据，需要自定义帧格式，保证数据的完整性。
第一种，上传到自己的web服务器上（这个和之前做的web商场技术是一样的，使用的是http 协议低要求的），编写自定义协议（放置tcp产生粘包，需要设计开头标志 /帧头、结尾标志 / 帧尾、数据类型、数据长度）
第二种，上传到百度云或 onenet云上，使用mqtt协议（mqtt是更适合物联网场景的协议），需要研究mqtt协议相关的内容，mqtt服务器的组成部分，如何运作。发布，订阅，qos（服务质量）使用mqtt协议中，使用了心跳包机制，检测网络是否掉线，第一种不需要掉线检测。
4. 数据存储
存储可以使用文件或数据数据库的设计，放入相应的配置信息，或必要的参数。
5. FB图像显示
linux标准设备，可以考虑使用数据结构处理。
技术点：通用显示设备的绘点技术framebuffer。
绘制一般的文字图形（低要求）。如果需要显示的图文是通过放置链表上，通过遍历链表实现显示(高要求)
6. 数据上传
数据上传到云服务器（主流协议有哪些），或web服务器。
技术点：云服务，mqtt协议（公网上的服务器，百度云，阿里云，腾讯云），web服务端http协议（自己写的服务器，需要有域名才可以更通用）。
7. 接触器
接触相当于电源的开关，当温度，电流达到上限值，设备需要断电。如果使用mqtt协议可以远程打开设备工作。
技术点：字符设备驱动，最简单的驱动编写和调试，和点led灯的驱动一样。
8. 多线程处理
多线程之间的数据共享处理。锁机制，同步。
技术点：线程邮箱 / 缓冲，使用多线程编程，互斥锁，链表，队列。需要考虑线程间的数据间交互。
二、线程邮箱 / 缓冲
1. MBS 系统
MBS:mail box system 定义获得指针mbs指向整个系统
1. head
头结点，指向一个(单向)链表，一个链代表一个线程
链表数据：name ： 线程名字
tid： 线程id号
th： 线程函数，进入线程后要运行的函数
queue： 消息队列，使线程间通过队列连接，无需关心处理速度是否匹配
用于独立数据运行速度，不会产生阻塞
相较于全局变量更高效更高级
2. mutex
用于保证对共享资源（尤其是对链表的操作，如添加、删除节点）的线程安全访问，防止多个线程同时修改链表导致数据错乱
定义MBS类型和构建线程参数结构体
定义数据类型和构建队列参数结构体
2. 相关函数
1. createMBS
MBS *createMBS();
创建邮箱系统
2. register_TH
int register_TH(MBS *mbs, char *name, PFUN th);
创建启动线程
3. sendmsg
int sendMSG(MBS *mbs, datatype *data);
通过邮箱系统MBS发送数据，实现将数据从该队列向目的队列存入
明确系统中所执行的哪个线程函数的tid号时，使数据插入相应线程的队列
4. recvmsg
int recvMSG(MBS *mbs, datatype *data);
通过邮箱系统MBS接收数据，实现将数据从目的队列中取出，接收到该队列
当某一线程需要发送显示数据时，使该数据出队
5. wait_all_end
int wait_all_end(MBS *mbs);
等待进程结束再结束总进程
6. main.c
主函数：
线程（上锁错误）：
3. Makefile
1. Makefile
相关注意点见注释
无注释版
当make没有对CC进行指示时，make使用gcc编译
当执行make CC=arm-linux-gnueabinf-gcc 命令，make使用arm编译
2. readelf -h app
用于查看编译器版本
PC版 / gcc
ARM版 / arm-linux-gnueabihf-gcc
4. 内核链表
双向循环链表
containerof
1. 相关函数
1. INIT_LIST_HEAD
实现自己指向自己，即一个空 / 头结点
2. list_add
头插法
3. list_add_tail
尾插法
4. list_del
链表的删除
5. list_for_each_safe
定义的一个宏，用于遍历
注意：__list_add 和 __list_del 等前加static，即 list 函数内部使用的函数，不进行调用
5. 输出结果
6. 队列函数
1. create_seqqueue
2. is_full / empty_seqqueue
3. enter_seqqueue
4. quit_seqqueue
5. GetHeadSeqQueue
