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 M2智能主控板 构建的 Node-RED边缘网关。

以Quectel Pi M2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

备注

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扩展板，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 M2智能主控板	2	Quectel Pi M2智能主控板
Environment Sensor HAT	1	环境传感器扩展板
USB摄像头模块	1	OV5693 USB摄像头模块
USB-C电源适配器	2	27 W USB Type-C接口充电器1.2米线长中规电源PD电源适用于树莓派5代
HDMI线	1	规格：HDMI 2.0；线长：1 m；接口：HDMI-A（公头）-HDMI-D（公头）
网线	1	线长：1 m；传输速率：千兆
HDMI显示器	1	24英寸HDMI显示器

配件实物参考

快速上手

开发准备

本项目采用双板协同方案：主控板 A作为边缘网关节点，负责数据汇总、Node-RED 编排与大屏展示；主控板 B作为现场采集节点，搭载环境传感器与摄像头进行数据采集。

Quectel Pi M2 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

1. 显示连接：HDMI线一端接主控板HDMI接口，另一端接显示器HDMI接口；

2. 网络连接：千兆网线一端接主控板千兆网口，另一端接路由器网口（替代方案：通过Wi-Fi接入同一局域网）；

3. 输入设备连接：USB键盘、鼠标接入主控板的两个USB-A接口，无线输入设备则将接收器插入USB口即可；

4. 供电连接：USB-A电源线的USB-A端接电源适配器，USB-C端接入主控板标注 POWER IN 的电源口。

采集端

采集端设备以Quectel Pi M2 上传传感器数据和摄像头画面为示例

接口外设连接：

1. 显示连接：HDMI线一端接主控板HDMI接口，另一端接显示器HDMI接口；

2. 网络连接：千兆网线一端接主控板千兆网口，另一端接路由器网口（替代方案：通过Wi-Fi接入同一局域网）；

3. 输入设备连接：USB键盘、鼠标接入主控板的两个USB-A接口，无线输入设备则将接收器插入USB口即可；

4. 供电连接：USB-A电源线的USB-A端接电源适配器，USB-C端接入主控板标注 POWER IN 的电源口。

环境传感器扩展板连接

将环境传感器扩展板接到Quectel Pi M2智能主控板的40-Pin排针上。

项目实现

备注

本节按“网关端/采集端”拆分，便于部署。

网关端

1.更新软件源

sudo apt update

2.安装Node-RED

sudo apt install build-essential git curl

bash <(curl -sL https://raw.githubusercontent.com/node-red/linux-installers/master/deb/update-nodejs-and-nodered)

设置开机时自启动：

sudo systemctl enable nodered.service

要禁用该服务，请运行以下命令：

sudo systemctl disable nodered.service
sudo systemctl restart nodered

3.安装Mosquitto和SQLite3

sudo apt install -y sqlite3 mosquitto mosquitto-clients

设置开机自启动：

sudo systemctl enable --now mosquitto

创建并编辑Mosquitto配置文件：

sudo nano /etc/mosquitto/conf.d/edge-listener.conf

写入以下配置，然后依次按 Ctrl+O、Enter、Ctrl+X 保存并退出：

listener 1883 0.0.0.0
allow_anonymous true

重启服务：

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：

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

备注

Node-RED写库字段为 (deviceId, ts, gatewayTs, temperature, humidity, pressure)，并通过解析主题 edge/v1/<deviceId>/telemetry 获取deviceId。

5.访问Dashboard

如果在智能主控板的桌面上使用浏览器，可直接打开 http://localhost:1880。

从另一台设备访问时，使用智能主控板的主机名或IP地址（在智能主控板上运行 hostname -I 可查看IP地址），访问地址为 http://``:1880。

进入后的网页界面如下图：

安装必要节点：

进入编辑器后，依次点击右上角菜单、Settings、Palette、Install 进入节点安装界面，搜索并安装以下节点：

node-red-node-sqlite
node-red-dashboard

6.导入Node-RED流程

1.将 flow.json 文件放置在 .node-red/lib/flows/ 下。

cd ~/.node-red/lib/flows/

2.在编辑器界面依次点击右上角菜单、Import、Local，选择 flow.json 后点击 Import。

3.将流程导入后点击 Deploy 使流程生效。

采集端

采集端使用Python + paho-mqtt + smbus2，并调用mjpg-streamer输出MJPEG：

1.安装基础组件

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：

sudo apt install -y git cmake build-essential libjpeg-dev

拉取源码并编译：

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，然后执行以下命令：

cd ~/edge_h1_sensor
python3 -m venv venv
source venv/bin/activate

4.更新pip并安装OpenCV与paho-mqtt

pip install --upgrade pip opencv-python paho-mqtt
pip install -U smbus2

5.配置40Pin接口配置文件

使能40-Pin接口的I2C：在终端输入 sudo qpi-config 40pin set，然后 重启 Quectel Pi H1智能主控板使配置生效。

6.启动程序

回到项目代码目录，激活Python虚拟环境并运行程序：

cd ~/edge_h1_sensor
source venv/bin/activate
sudo -E ~/edge_h1_sensor/venv/bin/python h1_sensor_agent.py

备注

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

Node-RED UI界面：http://``:1880/ui

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

sqlite3 /home/pi/edge_db/edge.db

查看表与表结构

.tables
.schema telemetry

查看最新数据

将 h1-sensecam-001 替换为实际设备ID：

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 单位：毫秒。

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;

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。