阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)體驗(yàn)(樹(shù)莓派+Python篇)

雖然對(duì)阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)比較熟悉了，從一開(kāi)始就有幸參與了飛鳳平臺(tái)（Link Develop 一站式開(kāi)發(fā)平臺(tái)的前身）的一些偏硬件接入的工作。但是同時(shí)也見(jiàn)證了阿里云物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)從幾十人到數(shù)百人的迅速擴(kuò)張，其物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)所承載的內(nèi)容也急速膨脹，物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)套件基礎(chǔ)版、飛鳳、Link Develop一站式開(kāi)發(fā)平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)高級(jí)版、飛燕、飛象、城市大腦、農(nóng)業(yè)大腦和工業(yè)互聯(lián)平臺(tái)不一而足……，很難有精力真正熟悉和了解阿里云的每一款物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。

這次有幸成為物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的阿里云MVP體驗(yàn)官，可以從另外一個(gè)角度來(lái)體驗(yàn)阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)了。最早我們都是基于MCU單片+.NET MF平臺(tái)，直接采用MQTT協(xié)議實(shí)現(xiàn)相關(guān)的代碼對(duì)接阿里云平臺(tái)，雖然也可以基于組態(tài)配置很靈活地接入物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，但是對(duì)一些WEB、AI和云端開(kāi)發(fā)的人來(lái)說(shuō)還是有些陌生。正是因?yàn)檫@些需求，JS，Java，Python這些高級(jí)語(yǔ)言已經(jīng)走入了硬件開(kāi)發(fā)，可以直接在MCU芯片上運(yùn)行，大大提速了物聯(lián)網(wǎng)云和端的連接工作。

本篇文章就是采用高級(jí)語(yǔ)言Python基于樹(shù)莓派進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)云端對(duì)接的（后續(xù)篇幅會(huì)介紹nodejs的云端對(duì)接）。

下面是阿里云團(tuán)隊(duì)快遞過(guò)來(lái)的相關(guān)測(cè)試硬件：

1、 樹(shù)莓派3B+ 自帶wifi和藍(lán)牙

2、 DHT11溫濕度模塊

3、 LED燈模塊

第一步：我們需要為樹(shù)莓派安裝操作系統(tǒng)

我們安裝的是Raspbian固件，可以按如下鏈接介紹的步驟進(jìn)行安裝：https://www.yuque.com/cloud-d...

第二步：安裝阿里云平臺(tái)的Python SDK

執(zhí)行如下指令：$ pip install aliyun-python-sdk-iot-client

第三步：代碼編寫

在阿里云平臺(tái)的說(shuō)明文檔：https://www.yuque.com/cloud-d... 中已經(jīng)提供了一個(gè)示例代碼，不過(guò)功能相對(duì)簡(jiǎn)單，就是把兩個(gè)隨機(jī)數(shù)送到云端。

我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的場(chǎng)景，我們首先要實(shí)現(xiàn)雙向通信，不僅僅把傳感器數(shù)據(jù)送到云端，我們還要讓云端下發(fā)一個(gè)指令，控制相關(guān)的設(shè)備。

上傳數(shù)據(jù)我們選擇一個(gè)真實(shí)的傳感器 DHT11，可以獲取溫度和濕度值。另外還有一個(gè)LED燈模塊，通過(guò)云端下達(dá)的指令，控制燈亮和燈滅。

樹(shù)莓派的管腳定義圖如下:

DHT11模塊共3根線，屬于單總線通信，電源線我們接入5V-4pin，地線我們接入GND-6pin，通信pin我們接入GPIO16-36pin。LED模塊也是3根線，我們電源線接入3V3-1pin，地線接入GND-9pin，控制線接入GPIO4-7pin。

LED的控制相對(duì)容易，就是控制管腳的高低電平即可。

led_pin = 4 //GPIO為4

GPIO.setmode(GPIO.BCM) //BCM的GPIO定義

GPIO.setup(led_pin, GPIO.OUT) //設(shè)置為輸出模式

點(diǎn)亮燈：

GPIO.output(led_pin, GPIO.HIGH)

GPIO.output(led_pin, GPIO.LOW)

DHT11相對(duì)比較復(fù)雜，我2010年曾經(jīng)寫過(guò)一篇博文，想了解比較深入的可以參考一下（相關(guān)鏈接：https://blog.csdn.net/yfiot/a...）。

由于代碼比較多，所以我們封裝為一個(gè)函數(shù)，并且可以同時(shí)返回兩個(gè)值，一個(gè)是溫度T，一個(gè)是濕度H。

網(wǎng)上大部分Python的實(shí)例都是讀一次溫濕度的，如果要連續(xù)讀，必須間隔3秒左右，否則很容易失敗。由于linux不是實(shí)時(shí)系統(tǒng)，我們發(fā)現(xiàn)即使間隔3秒，無(wú)法正確獲取溫濕度值的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生，并且有時(shí)候居然也有通過(guò)校驗(yàn)的錯(cuò)誤值出現(xiàn)。

DHT11的數(shù)據(jù)Pin接入的是 GPIO16，所以我們定義pin的代碼如下：

dht_pin =16

封裝函數(shù)的代碼如下:

def GetDTH():

data = []j = 0 GPIO.setup(dht_pin, GPIO.OUT)GPIO.output(dht_pin, GPIO.LOW)time.sleep(0.02)GPIO.output(dht_pin, GPIO.HIGH)GPIO.setup(dht_pin, GPIO.IN)while GPIO.input(dht_pin) == GPIO.LOW:continuewhile GPIO.input(dht_pin) == GPIO.HIGH:continuewhile j < 40:k = 0while GPIO.input(dht_pin) == GPIO.LOW:continuewhile GPIO.input(dht_pin) == GPIO.HIGH:k += 1if k > 100:breakif k < 8:data.append(0)else:data.append(1) j += 1humidity_bit = data[0:8]humidity_point_bit = data[8:16]temperature_bit = data[16:24]temperature_point_bit = data[24:32]check_bit = data[32:40]humidity = 0humidity_point = 0temperature = 0temperature_point = 0check = 0for i in range(8):humidity += humidity_bit[i] * 2 ** (7-i)humidity_point += humidity_point_bit[i] * 2 ** (7-i)temperature += temperature_bit[i] * 2 ** (7-i)temperature_point += temperature_point_bit[i] * 2 ** (7-i)check += check_bit[i] * 2 ** (7-i)tmp = humidity + humidity_point + temperature + temperature_pointif check == tmp:return temperature,humidityelse:print "wrong"return 0,0

這些準(zhǔn)備工作做好后，我們要在云端定義相關(guān)產(chǎn)品和設(shè)備了。和阿里云官方示例不一樣的是，我們額外增加了一個(gè)屬性LED，具備讀寫能力，枚舉型變量，0-表示關(guān)燈，1-表示開(kāi)燈

這個(gè)定義好后，我們創(chuàng)建設(shè)備，并且獲取設(shè)備的三元組。由于官方提供的示例僅僅是模擬數(shù)據(jù)，并且是單向上傳，我們需要改造一下。

在main函數(shù)里，增加這句代碼：

client.on_message = on_message

表示我們可以獲取云端推送的信息。

我們?cè)贫送扑偷男畔?nèi)容如下：

{"method":"thing.service.property.set","id":"169885527","params":{"LED":1},"version":"1.0.0"}

我們需要獲取LED的值，所以on_message函數(shù)我們要增加一些內(nèi)容：

setjson = json.loads(msg.payload)

led = setjson['params']['LED']

GPIO.output(led_pin,(GPIO.HIGH if led==1 else GPIO.LOW ))

根據(jù)led的值，我們開(kāi)燈或者關(guān)燈。

相關(guān)代碼修改好后，我們就可以上傳到樹(shù)莓派設(shè)備，開(kāi)始運(yùn)行了，如下圖所示：

這個(gè)時(shí)候我們查看云端設(shè)備的狀態(tài)，會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)正常上傳到云端了。

我們?cè)谠贫水a(chǎn)品的在線調(diào)試面板進(jìn)行數(shù)據(jù)下發(fā)測(cè)試

我們發(fā)送0或1，會(huì)發(fā)現(xiàn)LED滅或亮了。

以上，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)通過(guò)我們所熟悉的Python語(yǔ)言，就可以輕松編寫物聯(lián)網(wǎng)代碼了。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的阿里云物联网平台体验(树莓派+Python篇)的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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