# 基于Node-RED的边缘网关
***Copyright © Quectel Wireless Solutions Co., Ltd. 2026. All rights reserved.***
---
本项目是一套基于 **Quectel Pi H1智能主控板** 构建的 **Node-RED边缘网关**。
以Quectel Pi H1作为边缘侧计算与协议汇聚节点，在本地局域网内完成端侧设备接入、数据采集汇聚、规则编排与可视化展示，并将数据落地存储至本地数据库，实现“采集—处理—存储—展示”的闭环架构，适用于对实时性、可靠性与本地化部署要求较高的工业现场与边缘计算场景。
# 开发资源汇总
## 开发配件清单
> 开发配件只是作为参考，不同的开发环境可能会有所差异，比如通过ssh远程连接进行开发，可以不使用USB拓展板，显示屏也可以根据需要进行替换。
|
配件名称
|
数量
|
规格参数
|
| --- | --- | --- |
| Quectel Pi H1智能主控板 |
2
| |
| Environment Sensor HAT |
1
| |
| USB摄像头模块 |
1
| |
| USB-C电源适配器 |
1
| |
| CPU散热风扇 |
1
| |
| HDMI线 |
1
|
规格：HDMI 2.0；线长：1m；接口：HDMI-A（公头）-HDMI-D（公头）
|
| 网线 |
1
|
线长：1m；传输速率：千兆；
|
| 显示屏 |
1
|
24英寸HDMI显示器
|
## 配件实物参考
```{image} images/image_IKzNbfENpouy3bxfTP9cmOuAnac.webp
:width: 553px
:height: 316px
```
# 快速上手
## 开发准备
**Quectel Pi H1** 智能主控板出厂默认搭载 **Debian 13** 系统镜像，因此无需再次烧录镜像，仅需按照如下步骤操作即可。
## 硬件连接
### 网关端（H1-A）
**1.显示连接**
将HDMI线一端接入智能主控板的HDMI接口，另一端接入显示器的HDMI接口。
```{image} images/image_Saj1bhcPhom86axMPsTc3Q39njg.webp
:width: 554px
:height: 314px
```
**2.输入设备连接**
将USB键盘、鼠标接入智能主控板的两个USB-A接口上，若用无线输入设备，将接收器插入USB口即可。
```{image} images/image_RRCHbvEhjoXdBwxwvyKcqikMnbg.webp
:width: 554px
:height: 328px
```
**3.网络连接**
将网线一端接入智能主控板的千兆网口，另一端接入路由器的网口
> 平替方案：Wi-Fi连接同一局域网网络。
```{image} images/image_PZKgbaV9Cocq6WxHFkvcXPqznGh.webp
:width: 554px
:height: 347px
```
**4.跳线帽连接**
智能主控板左上角标有 **AUTO_POWER_ON** 丝印的排针，确保已经用跳线帽短接。
```{image} images/image_FpFcbmp7joF9fuxpThOcy4g6nxc.webp
:width: 541px
:height: 330px
```
**5.供电连接**
将USB-A电源线的USB-A端接入电源适配器，USB-C端接入智能主控板的电源口（标注 **POWER IN**）。
```{image} images/image_DodQb4LM4ojqMSxHwINcGDxnnjb.webp
:width: 554px
:height: 380px
```
**6.连接完成参考**
```{image} images/image_ZuIQbEJHTowqN9xvWnQcj8zunNc.webp
:width: 554px
:height: 395px
```
### 采集端（H1-B）
**1.网络连接**
将网线一端接入智能主控板的千兆网口，另一端接入路由器的网口
> 平替方案：使用WiFi连接同一局域网网络。
```{image} images/image_XB9Bb5CJmoT9QkxAdnGcQCoMnlh.webp
:width: 554px
:height: 347px
```
**2.跳线帽连接**
智能主控板左上角标有 **AUTO_POWER_ON** 丝印的排针，确保已经用跳线帽短接。
```{image} images/image_I0XlbfrEhogWDtxA1QdcFOr8nUf.webp
:width: 541px
:height: 330px
```
**3.环境传感器扩展板连接**
将环境传感器扩展板与Quectel Pi H1 40Pin引脚相接
```{image} images/image_J8gTb0KXDoJPBXxtmMNcx99dnxc.webp
:width: 554px
:height: 341px
```
**4.摄像头连接**
USB摄像头连接上USB-A接口即可。
```{image} images/image_XDASbGrmOo9oZdxBuQocAsHAnxd.webp
:width: 554px
:height: 396px
```
**5.供电连接**
将USB-A电源线的USB-A端接入电源适配器，USB-C端接入智能主控板的电源口（标注 **POWER IN**）。
```{image} images/image_OQOobzE0QoZDojxRuA0cjh7xnmf.webp
:width: 554px
:height: 380px
```
**6.连接完成参考**
```{image} images/image_WOLNbxOXFoGAFkxRu1Yc4ca2nTb.webp
:width: 554px
:height: 386px
```
## 项目实现
> 本节按“网关端/采集端”拆分，便于部署。
### 网关端（H1-A）
**1.更新软件源**
```plaintext
sudo apt update
```
**2.安装Node-RED**
```plaintext
sudo apt install build-essential git curl
```
```plaintext
bash <(curl -sL https://github.com/node-red/linux-installers/releases/latest/download/update-nodejs-and-nodered-deb)
```
设置开机时自启动：
```plaintext
sudo systemctl enable nodered.service
```
要禁用该服务，请运行以下命令：
```plaintext
sudo systemctl disable nodered.service
sudo systemctl restart nodered
```
**3.安装Mosquitto和SQLite3**
```plaintext
sudo apt install -y sqlite3 mosquitto mosquitto-clients
```
设置开机自启动
```plaintext
sudo systemctl enable --now mosquitto
```
创建并编辑Mosquitto的配置
```plaintext
sudo nano /etc/mosquitto/conf.d/edge-listener.conf
```
配置如下，*ctrl+o,enter,ctrl+x* 保存退出
```plaintext
listener 1883 0.0.0.0
allow_anonymous true
```
重启服务
```plaintext
sudo systemctl restart mosquitto
```
**4.初始化SQLite数据库**
Node-RED SQLite节点使用的数据库路径为：*/home/pi/edge_db/edge.db*
请先创建目录并初始化表结构：
```plaintext
mkdir -p ~/edge_db
sqlite3 ~/edge_db/edge.db << 'SQL'
CREATE TABLE IF NOT EXISTS telemetry (
id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
deviceId TEXT NOT NULL,
ts INTEGER,
gatewayTs INTEGER,
temperature REAL,
humidity REAL,
pressure REAL
);
CREATE INDEX IF NOT EXISTS idx_telemetry_device_ts ON telemetry(deviceId, ts);
SQL
```
> Node-RED写库字段为 *(deviceId, ts, gatewayTs, temperature, humidity, pressure)*，并通过解析主题 *edge/v1/``/telemetry* 获取deviceId。
**5.访问Dashboard**
如果你在Pi桌面上使用浏览器，可以打开地址：[http://localhost:1880]()。
在从另一台机器浏览时，使用Pi的主机名或IP地址：你可以通过在Pi上运行 *hostname -I* 来找到IP地址。*http://``:1880*
进去网页界面如下图：
```{image} images/image_Vg9Hb5RQGo966QxzbYEcYtLLnAb.webp
:width: 1920px
:height: 1080px
```
安装必要节点：
进入编辑器后，依次点击右上角、*Settings*、*Palette*、*Install* 进入到节点安装界面，搜索下面节点安装。
```plaintext
node-red-node-sqlite
node-red-dashboard
```
```{image} images/image_Q88JbNxxKohbqIxHTtscSjqunmd.webp
:width: 376px
:height: 608px
```
```{image} images/image_LHJvbbrrmobUirxeJFJc5HISnPb.webp
:width: 1675px
:height: 941px
```
**6.导入Node-RED流程**
1.将flow.json文件放置在 *.node-red/lib/flows/* 下。
```plaintext
cd ~/.node-red/lib/flows/
```
2.在编辑器界面依次点击右上角，*Import*、*Local*、然后选择 *flow.json*、*Import*。
3.将流程导入后点击 *Deploy* 使流程生效。
```{image} images/image_DHMQbispUoxyXFxl5KgciwfDnIg.webp
:width: 327px
:height: 483px
```
```{image} images/image_LGUdbGTaUoB5RgxcjLVcdJUmnRe.webp
:width: 732px
:height: 576px
```
### 采集端（H1-B）
采集端使用Python + paho-mqtt + smbus2，并调用mjpg-streamer输出MJPEG：
**1.安装基础组件**
```plaintext
sudo apt update
sudo apt install -y git python3-venv v4l-utils
```
**2.安装mjpg-streamer（用于输出MJPEG视频流）**
安装编译依赖：
```plaintext
sudo apt install -y git cmake build-essential libjpeg-dev
```
拉取源码并编译：
```plaintext
cd ~
git clone https://github.com/jacksonliam/mjpg-streamer.git
cd mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental
make
```
**3.获取代码和创建Python虚拟环境**
[代码]() 文件夹(***edge_h1_sensor***)放置于用户目录 */home/pi* 下，
```plaintext
cd ~/edge_h1_sensor
python3 -m venv venv
source venv/bin/activate
```
**4.更新pip并安装OpenCV与paho-mqtt**
```plaintext
pip install --upgrade pip opencv-python paho-mqtt
pip install -U smbus2
```
**5.配置40Pin接口配置文件**
使能40Pin的I2C，在终端输入 ***sudo qpi-config 40pin set***，之后 **重启** Quectel Pi H1主板使配置生效。
**6.启动程序**
回到项目代码目录下启动python虚拟环境运行程序:
```plaintext
cd ~/edge_h1_sensor
source venv/bin/activate
sudo -E ~/edge_h1_sensor/venv/bin/python h1_sensor_agent.py
```
> 注：需要修改代码，将网关端IP改成实际IP地址
# 应用演示
## Node-RED界面
Node-RED编辑器界面：*http://``:1880*
```{image} images/image_EPOdbWPZvondZxxQ6OMc9QPdnbc.webp
:width: 1920px
:height: 1080px
```
Node-RED UI界面：*http://``:1880/ui*
```{image} images/image_ACv7bwDjFo2GwNxbMRycFF8Knxh.webp
:width: 1920px
:height: 1080px
```
## 数据库数据查询示例
本项目网关端将遥测数据写入SQLite数据库，默认路径为：
- 数据库文件：*/home/pi/edge_db/edge.db*
- 数据表：*telemetry*
- 字段：*deviceId, ts, gatewayTs, temperature, humidity, pressure*
### 进入数据库
```plaintext
sqlite3 /home/pi/edge_db/edge.db
```
### 查看表与表结构
```plaintext
.tables
.schema telemetry
```
### 查看最新数据
将 *h1-sensecam-001* 替换为实际设备ID：
```plaintext
SELECT deviceId, ts, gatewayTs, temperature, humidity, pressure
FROM telemetry
WHERE deviceId = 'h1-sensecam-001'
ORDER BY ts DESC
LIMIT 20;
```
### 将时间戳转换为可读时间
ts为毫秒
```plaintext
SELECT
deviceId,
datetime(ts/1000, 'unixepoch', 'localtime') AS time_local,
temperature, humidity, pressure
FROM telemetry
WHERE deviceId = 'h1-sensecam-001'
ORDER BY ts DESC
LIMIT 20;
```
```{image} images/image_BXiZbnd83oSjraxnbgYcTm7bnlc.webp
:width: 529px
:height: 495px
```
# 技术支持与贡献
如在使用过程中遇到问题，欢迎在 [移远官方论坛]() 提交技术咨询，我们的技术支持团队将及时为您解答。