阿里云物聯網平臺體驗(樹莓派+Python篇)

雖然對阿里云物聯網平臺比較熟悉了，從一開始就有幸參與了飛鳳平臺（Link Develop 一站式開發(fā)平臺的前身）的一些偏硬件接入的工作。但是同時也見證了阿里云物聯網團隊從幾十人到數百人的迅速擴張，其物聯網平臺所承載的內容也急速膨脹，物聯網開發(fā)套件基礎版、飛鳳、Link Develop一站式開發(fā)平臺、物聯網開發(fā)平臺高級版、飛燕、飛象、城市大腦、農業(yè)大腦和工業(yè)互聯平臺不一而足……，很難有精力真正熟悉和了解阿里云的每一款物聯網產品。

這次有幸成為物聯網平臺的阿里云MVP體驗官，可以從另外一個角度來體驗阿里云物聯網平臺了。最早我們都是基于MCU單片+.NET MF平臺，直接采用MQTT協議實現相關的代碼對接阿里云平臺，雖然也可以基于組態(tài)配置很靈活地接入物聯網平臺，但是對一些WEB、AI和云端開發(fā)的人來說還是有些陌生。正是因為這些需求，JS，Java，Python這些高級語言已經走入了硬件開發(fā)，可以直接在MCU芯片上運行，大大提速了物聯網云和端的連接工作。

本篇文章就是采用高級語言Python基于樹莓派進行物聯網云端對接的（后續(xù)篇幅會介紹nodejs的云端對接）。

下面是阿里云團隊快遞過來的相關測試硬件：

1、 樹莓派3B+ 自帶wifi和藍牙

2、 DHT11溫濕度模塊

3、 LED燈模塊

第一步：我們需要為樹莓派安裝操作系統

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

第二步：安裝阿里云平臺的Python SDK

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

第三步：代碼編寫

在阿里云平臺的說明文檔：https://www.yuque.com/cloud-d... 中已經提供了一個示例代碼，不過功能相對簡單，就是把兩個隨機數送到云端。

我們設計一個相對復雜的場景，我們首先要實現雙向通信，不僅僅把傳感器數據送到云端，我們還要讓云端下發(fā)一個指令，控制相關的設備。

上傳數據我們選擇一個真實的傳感器 DHT11，可以獲取溫度和濕度值。另外還有一個LED燈模塊，通過云端下達的指令，控制燈亮和燈滅。

樹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) //設置為輸出模式

點亮燈：

GPIO.output(led_pin, GPIO.HIGH)

GPIO.output(led_pin, GPIO.LOW)

DHT11相對比較復雜，我2010年曾經寫過一篇博文，想了解比較深入的可以參考一下（相關鏈接：https://blog.csdn.net/yfiot/a...）。

由于代碼比較多，所以我們封裝為一個函數，并且可以同時返回兩個值，一個是溫度T，一個是濕度H。

網上大部分Python的實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不是實時系統，我們發(fā)現即使間隔3秒，無法正確獲取溫濕度值的現象也時有發(fā)生，并且有時候居然也有通過校驗的錯誤值出現。

DHT11的數據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

這些準備工作做好后，我們要在云端定義相關產品和設備了。和阿里云官方示例不一樣的是，我們額外增加了一個屬性LED，具備讀寫能力，枚舉型變量，0-表示關燈，1-表示開燈

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

在main函數里，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。

我們云端推送的信息內容如下：

{"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函數我們要增加一些內容：

setjson = json.loads(msg.payload)

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

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

根據led的值，我們開燈或者關燈。

相關代碼修改好后，我們就可以上傳到樹莓派設備，開始運行了，如下圖所示：

這個時候我們查看云端設備的狀態(tài)，會發(fā)現數據已經正常上傳到云端了。

我們在云端產品的在線調試面板進行數據下發(fā)測試

我們發(fā)送0或1，會發(fā)現LED滅或亮了。

以上，我們會發(fā)現通過我們所熟悉的Python語言，就可以輕松編寫物聯網代碼了。

總結

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)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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