使用Python來作物聯網，就是這麼easy！

搭建整套物聯網系統的方法有不少，最近四處搗鼓，使用python + 阿里雲搭建一套最簡單的物聯繫統，能夠將單片機上的數據經過阿里雲傳輸到PC端。 1、基本結構 先看架構圖 框架.png 2、設備端接入 物聯網終端是用的ESP32，是一款自帶藍牙和Wifi的單片機。利用它能夠直接接入互聯網，無需其餘模塊。固然你能夠將如今流行的NB-Iot模塊來聯網，不過須要本身寫一下驅動程序。我買的模塊是支持micropython開發的，在淘寶上能夠搜索到，用起來很方便。有時間我會補上這一塊的初步教程。 ESP32模塊.jpg Micropython是能夠在低端硬件上運行的python,可使用python語言直接操做IO 和MCU的外設好比UART、I2C等，用起來很是方便，不要搭建複雜的開發環境，也不須要學習寄存器配置。做爲一個對傳統MCU開發很是熟悉的硬件工程師來講，感受操做起來很是簡單。目前Micropython已經支持不少硬件了，應該用比較普遍的STM32部分系列也被支持。Micropython也已經支持不少經常使用的庫，好比藍牙，telnet，mqtt等。下面這個連接是micropython的中文論壇。 www.micropython.org.cn/bbs/forum.p… ESP32 經過wifi 接入互聯網，使用mqtt協議接入阿里雲，將溫度數據上傳至阿里雲。在雲端經過消息訂閱能夠直接查看溫度信息。在PC端使用python調用MQTT協議，接入到阿里雲。可是PC端和ESP32在阿里雲上是兩個不一樣的設備，須要經過阿里雲來轉發信息，這樣PC就能夠拿到ESP32上傳的數據了。 ESP32 上的代碼以下： from umqtt.simple import MQTTClient import usocket as socket import time import wifi

wifi.connect()

#Demo_01 ProductKey = ""#使用你本身的 ClientId = "1234|securemode=3,signmethod=hmacsha1|" DeviceName = "Demo_01" DeviceSecret = "**********************"#使用你本身的

strBroker = ProductKey + ".iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com" Brokerport = 1883

user_name = "Demo_01&"#使用你本身的 user_password = "*************************************"#使用你本身的

print("clientid:",ClientId,"\n","Broker:",strBroker,"\n","User Name:",user_name,"\n","Password:",user_password,"\n")

def connect(): client = MQTTClient(client_id = ClientId,server= strBroker,port=Brokerport,user=user_name, password=user_password,keepalive=60) #please make sure keepalive value is not 0

client.connect()

temperature =25.00
while temperature < 30:
    temperature += 0.5      

    send_mseg = '{"params": {"IndoorTemperature": %s},"method": "thing.event.property.post"}' % (temperature)
    client.publish(topic="/sys/*************/Demo_01/thing/event/property/post", msg=send_mseg,qos=1, retain=False)#*號處爲product id
    
    time.sleep(3)

while True:
    pass

#client.disconnect()
複製代碼

有幾點須要說明： 1.代碼中的wifi.connect()函數須要本身編寫，網上能搜到相似的，也能夠打賞私信我所要源碼。 2.阿里雲物聯網平臺的接入須要進行三元組認證，會根據必定的規則生成登陸名和密碼，這個網上信息仍是比較全面的。 3.向阿里雲物聯網平臺發佈消息的格式必定要按照代碼中所寫，網上不少代碼，可是對這一塊的描述都不清楚。 Micropython使用的umqtt.simple庫，必定要設置keepalive時間，不然沒法鏈接。這一點我是摸索了很久，最終經過查看庫的源碼才發現的問題。 3、雲端設置 在雲端創建一個高級產品，並建立兩個設備，以供ESP32 和PC鏈接。 device.JPG 須要在產品中定義一下功能。 device_define.JPG 雲端和設備端都創建好了以後，能夠查看設備運行狀態看到數據上傳 雲端數據查看.JPG 這是查看數據記錄獲得的結果 雲端數據記錄.JPG 當你看到正確的數據以後，就說明你的成功接入物聯網並上傳了數據。 接下來就是最重要的部分——設置是使用規則引擎來進行數據轉發，將設備demo_01的數據轉發到demo_02。這一步的語法很重要，雖然有官網有詳細教程，可是當時仍是搞了很久才徹底正確。 規則查詢語句： SELECT items.IndoorTemperature.value as IndoorTemperature FROM "/sys/use-your-productkey-here/Demo_01/thing/event/property/post" WHERE items.IndoorTemperature.value > 0 4、PC端接入 PC 端使用python模擬MQTT設備登錄阿里雲訂閱消息就好了，只要裝好python很快就能夠實現，網上也有不少代碼。代碼的很大一部分就是在作三元組認證，能夠將這部分稍微修改一下來計算ESP32 登錄時所需的 PC端python代碼以下： # coding=utf-8 import datetime import time import hmac import hashlib import math

try: import paho.mqtt.client as mqtt except ImportError: print("MQTT client not find. Please install as follow:") print("pip install paho-mqtt")

設置鏈接信息

#Demo_02 ProductKey = "*********"#使用你本身的 ClientId = "2234" # 自定義clientId DeviceName = "Demo_02" DeviceSecret ="**********************************8"#使用你本身的

獲取時間戳（當前時間毫秒值）

us = math.modf(time.time())[0] ms = int(round(us * 1000)) timestamp = str(ms)

計算密碼（簽名值）

def calculation_sign(signmethod): data = "".join(("clientId", ClientId, "deviceName", DeviceName, "productKey", ProductKey, "timestamp", timestamp))

if "hmacsha1" == signmethod:
    # ret = hmac.new(bytes(DeviceSecret),
    #                bytes(data), hashlib.sha1).hexdigest()
    ret = hmac.new(bytes(DeviceSecret, encoding="utf-8"),
                   bytes(data, encoding="utf-8"),
                   hashlib.sha1).hexdigest()
elif "hmacmd5" == signmethod:
    # ret = hmac.new(bytes(DeviceSecret, encoding="utf-8"),
    #                bytes(data, encoding="utf-8"), hashlib.md5).hexdigest()
    ret = hmac.new(bytes(DeviceSecret, encoding="utf-8"),
                   bytes(data, encoding="utf-8"),
                   hashlib.md5).hexdigest()
else:
    raise ValueError
return ret
複製代碼

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strBroker = ProductKey + ".iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com" port = 1883

client_id = "".join((ClientId, "|securemode=3", ",signmethod=", "hmacsha1", ",timestamp=", timestamp, "|")) username = "".join((DeviceName, "&", ProductKey)) password = calculation_sign("hmacsha1")

print("="*60) print(strBroker) print("client_id:", client_id) print("username:", username) print("password:", password) print("="*60)

成功鏈接後的操做

def on_connect(client, userdata, flags, rc): print("OnConnetc, rc: " + str(rc))

成功發佈消息的操做

def on_publish(client, msg, rc): if rc == 0: print("publish success, msg = " + msg)

成功訂閱消息的操做

def on_subscribe(mqttc, obj, mid, granted_qos): print("Subscribed: " + str(mid) + " " + str(granted_qos))

def on_log(mqttc, obj, level, string): print("Log:" + string)

def on_message(mqttc, obj, msg): curtime = datetime.datetime.now() strcurtime = curtime.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S") print(strcurtime + ": " + msg.topic + " " + str(msg.qos) + " " + str(msg.payload)) on_exec(str(msg.payload))

def on_exec(strcmd): print("Exec:", strcmd) strExec = strcmd

if name == 'main': mqttc = mqtt.Client(client_id) mqttc.username_pw_set(username, password) mqttc.on_message = on_message mqttc.on_connect = on_connect mqttc.on_publish = on_publish mqttc.on_subscribe = on_subscribe mqttc.on_log = on_log mqttc.connect(strBroker, port, 120) # mqttc.loop_start() time.sleep(1) temperature =27.55 mqttc.subscribe("/sys/************/Demo_02/thing/service/property/set", qos=1) # 換成本身的 #send_mseg = '{"pm_25": %s,"area":"%s","time":"%s"}' % (0, 0, datetime.datetime.now()) #send_mseg = '{"id": "1234", "version": "1.0","params": {"IndoorTemperature": %s},"method": "thing.event.property.post"}'%(temperature) send_mseg = '{"params": {"IndoorTemperature": %s},"method": "thing.event.property.post"}' % (temperature)

print('send_mseg is : ',send_mseg)

mqttc.loop_forever()
複製代碼

5、總結 工做之餘瞭解了一下物聯網的發展，看到有意思的東西打算學一下，恰好看到了microPython，震驚之餘，決心作點小東西玩玩。 這套框架所有使用python實現，比我瞭解到的絕大多數物聯網方案要簡單太多，雖然有些開發首先，可是用來實現一些簡單設計應該是不成問題的，只要你會python，這套系統能夠很快構建。固然python也是很是好學的，長期使用C語言的人根本不須要什麼學習就能夠上手。記住，你不是一我的在戰鬥。加入這個Python技術交流羣733736235