痛点：工厂内大量老式PLC、传感器使用Modbus等私有协议，形成“数据孤岛”，无法联网管理；设备程序升级需工程师跑现场，效率低下，成本高昂；设备长期运行稳定性难以保证。
解决方案：本项目提供一套 “边缘网关+智能终端” 的完整软硬件方案，实现工业设备数据的统一采集、可靠上云和安全无感的远程固件升级。
带来价值：
降本增效：省去90%以上的现场维护差旅，实现无人化运维。
风险可控：升级过程防变砖、防断电，保障生产连续性。
数据驱动：打通底层数据至云端，为预测性维护与智能决策提供基础。
1. 设备端（STM32）功能：
数据采集：通过I2C/SPI等接口，实时采集温湿度、光照等环境数据。
设备控制：本地或远程控制LED、风扇等执行器。
可靠通信：通过Modbus-RS485协议，与网关进行稳定、带校验的数据交换。
2. 网关端（IMX6ULL）功能：
协议转换核心：将设备端的Modbus协议数据，解析并转换为MQTT协议报文，上传至华为云。
远程指令下发：接收云端MQTT控制指令，转发至设备端执行。
升级管理中继：安全地接收云端固件包，并可靠地下发至设备端。
3. 云端与整体功能：
数据可视化管理：在华为云平台实时查看设备数据、生成图表。
设备反向控制：通过云端界面，远程控制设备端的LED、风扇等。
安全的远程OTA升级：向指定设备或设备群组，一键发起固件升级任务。
1. 整体架构：
采用 “云-管-端” 三层架构。云端为华为云IoT服务；网关（管）为运行Linux的IMX6ULL，负责协议转换与中继；终端（端）为运行FreeRTOS的STM32，负责数据采集与执行。
2. 核心技术栈：
终端：C语言、FreeRTOS、Modbus-RTU、硬件驱动（UART with DMA, I2C, SPI）。
网关：C语言、Linux应用编程、多线程、字符设备驱动、MQTT客户端、Modbus主站。
云与通信：华为云IoT、MQTT协议、JSON数据格式。
3. 核心机制详解：
双区回滚OTA升级：设备端Flash划分为Bootloader、应用区A和B。升级时，新固件写入空闲区，校验通过后更新启动指针；失败则自动回滚，永不变砖。
分级低功耗管理：基于FreeRTOS的Tickless空闲模式，实现任务休眠与事件唤醒，大幅延长电池设备续航。
可靠通信设计：RS485通信层使用DMA+CRC校验；应用层设计超时重传与应答机制，确保数据100%可靠传输。
系统健壮性设计：实现分级内存池管理，防止碎片化；关键任务设有看门狗；使用状态机监控系统流程，易于调试和维护。
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