Linux系统配置指南：智能电力和能源管理开发环境

1. 系统基础配置

1.1 选择适合的Linux发行版

推荐使用Ubuntu LTS(20.04/22.04)或Debian稳定版，因其良好的硬件兼容性和丰富的软件包支持。

1.2 安装必要依赖

sudo apt update
sudo apt install -y build-essential git cmake python3 python3-pip python3-venv \
    libmodbus-dev libserial-dev libcurl4-openssl-dev libssl-dev \
    sqlite3 libsqlite3-dev mosquitto mosquitto-clients

2. 能源管理专用工具安装

2.1 能源监控工具

# 安装Powertop用于能耗分析
sudo apt install -y powertop

# 安装TLP用于笔记本电源管理
sudo apt install -y tlp tlp-rdw
sudo systemctl enable tlp

2.2 数据采集工具

# 安装Modbus工具
sudo apt install -y libmodbus-dev modbus-cli

# 安装串口通信工具
sudo apt install -y minicom cutecom

3. 开发环境配置

3.1 Python环境设置

# 创建虚拟环境
python3 -m venv ~/energy_dev
source ~/energy_dev/bin/activate

# 安装常用Python库
pip install pymodbus pyserial paho-mqtt pandas numpy matplotlib scipy \
    influxdb influxdb-client pytz energyplus-api

3.2 C/C++开发环境

# 安装交叉编译工具链(针对嵌入式开发)
sudo apt install -y gcc-arm-none-eabi gdb-arm-none-eabi

4. 物联网平台集成

4.1 MQTT Broker配置

# 配置Mosquitto
sudo systemctl enable mosquitto
sudo systemctl start mosquitto

# 创建测试订阅
mosquitto_sub -t "energy/#" -v

4.2 时序数据库安装(InfluxDB)

# 添加InfluxData仓库
wget -qO- https://repos.influxdata.com/influxdb.key | sudo apt-key add -
source /etc/os-release
echo "deb https://repos.influxdata.com/${ID} ${VERSION_CODENAME} stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.list

# 安装InfluxDB
sudo apt update
sudo apt install -y influxdb2
sudo systemctl enable influxdb
sudo systemctl start influxdb

5. 硬件接口配置

5.1 串口权限设置

# 将用户加入dialout组以访问串口
sudo usermod -a -G dialout $USER

5.2 GPIO访问配置(针对树莓派等)

sudo apt install -y wiringpi
sudo usermod -a -G gpio $USER

6. 容器化支持(可选)

6.1 Docker安装

# 安装Docker
sudo apt install -y docker.io
sudo systemctl enable docker
sudo usermod -a -G docker $USER

# 安装常用能源管理相关镜像
docker pull eclipse-mosquitto
docker pull influxdb
docker pull grafana/grafana

7. 开发工具推荐

7.1 能源管理专用工具

• OpenEMS - 开源能源管理系统
• EnergyPlus - 建筑能耗模拟软件
• OpenHAB - 家庭自动化平台

7.2 通用开发工具

• VS Code + PlatformIO插件(嵌入式开发)
• Jupyter Notebook(数据分析)
• Grafana(数据可视化)

8. 系统优化建议

8.1 电源管理设置

# 启用节能模式
sudo systemctl enable powertop
sudo powertop --auto-tune

8.2 实时内核(可选)

# 安装实时内核(适用于严格时序要求的应用)
sudo apt install -y linux-image-rt

9. 测试验证

9.1 基本功能测试

# 测试Modbus通信
mbpoll -a 1 -b 9600 -P none -t 3 -r 1 -c 1 /dev/ttyUSB0

# 测试MQTT发布
mosquitto_pub -t "energy/test" -m "Hello Energy Management"

完成以上配置后，您的Linux系统已准备好进行智能电力和能源管理应用的开发工作。根据具体项目需求，可能还需要安装特定的SDK或驱动程序。