基于iOS快捷指令和Siri控制连接OneNET物联网平台的STM32的智能安防家居系统

Posted 2021-06-14 大牌YYY

摘要

        之前做了一个智能安防系统，用STM32单片机作为主控芯片，ESP8266-01s模块作为Wi-Fi模块，成功利用MQTT协议实现了连接阿里云物联网平台或中国移动OneNET平台，并支持实时上报环境温湿度、烟雾、有害气体浓度等信息和远程修改报警阈值、远程开关继电器、LED灯亮度调节、控制步进电机等功能。

        后来为了完善功能，在物联网平台的官方文档里看到其开放了很多实用的API，其中有一部分是基于HTTP协议的POST和GET方式与服务器进行数据交换的，笔者突发奇想，利用这些API在ios端“快捷指令”里执行HTTP请求，然后用Siri执行快捷指令，获取当前温湿度或设置报警阈值、下发命令控制设备等功能。

          以下介绍如何实现这些功能，主要讲基于OneNET的快捷指令，至于如何连接阿里云和OneNET物联网平台，相关教程将在后续更新。

目录

摘要

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1 准备工作

2 如何向设备发送命令

3 一个控制风扇打开的快捷指令

3.1 创建快捷指令

3.2 修改快捷指令属性

3.3 添加操作

（1）首先添加"URL"块

（2）添加“获取URL内容”操作   

3.4 功能测试

3.4.1 服务器返回数据处理        

3.4.2 如何用Siri运行这个快捷指令

3.5 改进与调试

4 如何批量添加快捷指令

5 扩展功能

6 附录 多协议接入API列表：

新增数据流

批量查询数据流信息

发送命令

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1 准备工作

• 准备一套正常连接OneNET物联网平台“多协议接入”下创建的设备的系统，笔者采用的是基于STM32和ESP8266-01s模块的系统（笔者将在后续文章给出此系统教程）；

OneNET物联网平台设备数据流界面

• 需要提前记下设备ID、数据流名称、API-Key和API。数据流可以用之前添加的，比如“Cur_Temp”表示当前温度值，“LED_Light”表示LED亮度等，也可以后面通过HTTP请求进行添加、删除数据流等；

• 准备一台能运行iOS快捷指令的iPhone、iPad（如果有Appel Watch，那么你在手机平板编辑好的快捷指令也可以在Watch上使用）；

• 对HTTP请求概念有一些基本的了解，知道JSON格式数据的含义以及如何提取键值等（有需要的话笔者后续会更文）；

2 如何向设备发送命令

        通过此以下API向设备发送命令，可以修改设备相关数据，比如开/关继电器、调节RGB灯颜色、修改报警阈值、修改期望温度值等：

请求方式：POST URL:http://api.heclouds.com/cmds
URL参数：device_id、qos、timeout
HTTP头部：api-key
请求体：用户自定义内容，json、字符串，数字、也可以是二进制数据（64KB以内）

        其中，device_id为接受该命令的设备ID；qos等级可以为0或1，为0代表向设备发送命令后不需要设备应答；1表示向设备发送命令后需要等待设备回应，如果没有应答则会重发该命令；timeout为命令有效时间，在有效时间内命令才会重发，否则命令失效；api-key可以是平台给的MasterKry，也可以是自己添加具有该设备访问权限的api-key； 请求体可以是json格式数据，如：

{"SWITCH":1,"RGB":000000}

        或者是一个字符串，如：

I am a Robot. 

        也可以是二进制数据，比如一张图片、一段录音等，但每条消息大小不能超过64KB；也可以是任意格式的命令，只要单片机端方便编程识别和处理。

3 一个控制风扇打开的快捷指令

3.1 创建快捷指令

        打开iPhone或者iPad上的“快捷指令”app，点击右上角“+”新建一个快捷指令（要求iOS版本为iOS 12.4.1及以上，或者iPadOS 12.4.1及以上）；

创建快捷指令

3.2 修改快捷指令属性

        在新快捷指令里，可以点击右上方“...”来设置快捷指令名称，我们设置为“打开卧室小风扇”，然后修改图标和颜色和图形为自己喜欢的样式。

修改快捷指令属性

        如果你后续有上传二进制文件的需求，可以打开“在共享表单中显示”选项，并在后面步骤里添加获取二进制文件的脚本； 如果你有Apple Watch并希望这个快捷指令能在上面运行，则可以打开“在Apple Watch上显示”；

3.3 添加操作

        以“打开卧室小风扇”为例，步骤如下：

（1）首先添加"URL"块

        输入格式如下：

http://api.heclouds.com/cmds?device_id=********&timeout=100&qos=1

        其中，device_id、timeout、qos等URL参数在上面介绍过，这里不再赘述。

添加“URL”块

（2）添加“获取URL内容”操作   

        将“URL”变量设置为上面添加的URL（默认自动添加），其他参数如下：

• 方法：设置为“POST”；

• 头部：点击添加新头部，在“键”框内输入“api-key”（不带引号），在“文本”框内输入你的api-key；

• 请求体：请求体可以设置为JSON、表单和文件，你可以按照自己的STM32安防项目内解析命令的程序来选择相应的类型，笔者此处示范“JSON”类型的填法： 添加新字段，因为本例程是控制风扇开关，只需要true和false表示开关，所以选择“布尔值”，在键“框内输入“Fan”，键值默认为“false”，本处我们要打开风扇，所以点击修改为“true”。

添加“获取URL内容”操作

        也可以按照你的设备端程序来添加相应的字段；比如选择“数字”，那么同样的，在“键”框内输入“Fan”（不包括引号），然后在显示“数字”提示的键值框内输入“1”代表开（取决于你设备端程序）；

3.4 功能测试

3.4.1 服务器返回数据处理        

        设置完以上步骤之后就可以控制风扇打开了。你也可以在后面添加脚本解析服务器返回的JSON数据，以下为服务器返回数据示例：

 {"errno":0,"data":{"cmd_uuid":"cc70d6b0-3644-57c9-9aa6-72b2cffd10b3"},"error":"succ"}

        其中，“errno”表示错误代码，此处返回0，表示没有错误；“error”表示错误原因，此处返回“succ”表示成功。

URL返回数据处理

        通过解析JSON数据，可以判断返回的错误类型、错误原因，加入“如果”操作即可以根据不同的返回内容显示快捷指令运行结果； 笔者使用“获取词典值”操作进行JSON解析，输入选择“URL的内容”，“词典”设为“errno”，然后再用“如果”判断语句判断“errno”是否为0，如果为0则执行“显示结果”操作，我设置为结果为“卧室小风扇已打开”。

3.4.2 如何用Siri运行这个快捷指令

        很简单，你只需要对设备说：“Hey Siri，打开卧室小风扇”，Siri就会自动执行快捷指令，不出意外的话，Siri会说：“好的，卧室小风扇已打开”（图中所示为笔者打开台灯的截图）。

3.5 改进与调试

        由于单片机执行程序可能不及时，有时候下发的命令不一定会被单片机执行，这时候我们只需要添加“重复”操作，重复多次“获取URL的内容”操作即可，也可以添加“等待”操作，设置等待时间，实现类似单片机“delay”的效果。

重复执行命令

4 如何批量添加快捷指令

        保存上面创建的打开风扇的快捷指令，然后在快捷指令列表里，长按“打开卧室小风扇”，选择“复制”，列表出现“打开卧室小风扇1”，我们点“…”符号编辑，再把请求体键值中“true”改为“false”，最后修改快捷指令名称为“关闭卧室小风扇”，就可以实现关闭功能了。

批量新建快捷指令

        当然也可以直接在第三章创建的快捷指令里添加“选择”操作，通过语音、手动或特定输入条件，选择开或关、反转状态、定时开、延时开等各种操作，实现各种个性化的需求，有兴趣的可以打开快捷指令研究，笔者此处不再赘述。

5 扩展功能

        有人说，ESP8266-本身就是基于一块非常强大的32位芯片开发的，为什么还要引入STM32？我认为，ESP8266和STM32相比各有优劣，外设种类和数量、稳定性、价格、开发难度等都有区别。只使用STM32W系列支持无线的芯片开发的物联网系统，或者只使用ESP-01s就能完成的物联网系统，都有其特定的使用环境，而将不支持无线功能的STM32F系列和ESP-01S运用在一个设备上，取长补短，不存在冲突一说。

        除了上述打开、关闭电器以外，多协议接入还支持多种API，如下所示（点击下划线文字即可跳转到文档界面）。

6 附录 多协议接入API列表：

        新增设备 注册设备 更新设备 查询设备详情 批量查询设备详情 批量查询设备状态 删除设备

        新增数据流 更新数据流 查询数据流 批量查询数据流 删除数据流 查询设备历史数据 批量查询设备数据 上传数据点

        上传文件 获取文件 发送命令 查询命令状态 查询命令响应 查询设备历史命令

        新增触发器 更新触发器 查询触发器 删除触发器

        新增apikey 更新apikey 查询apikey 删除apikey

         以下贴出常用的三种请求方式，详细文档可参考OneNET多协议接入开发手册。

• 新增数据流

请求方式：POST URL: http://api.heclouds.com/devices/device_id/datastreams

device_id：需要替换为设备ID

请求头部示例

POST http://api.heclouds.com/devices/20474930/datastreams HTTP/1.1

• 请求body示例

{ "id": "speed", "tags": ["mobile"], "unit": "m/s", "unit_symbol": "m/s" }

返回示例

{ "errno": 0, "data": { "ds_uuid": "856f8622-64e7-5549-8e55-44931f07db6e" }, "error": "succ" }

• 批量查询数据流信息

请求方式：GET URL: http://api.heclouds.com/devices/device_id/datastreams

device_id：需要替换为设备ID

请求示例

GET http://api.heclouds.com/devices/20474930/datastreams?datastream_ids=aaa,bbb HTTP/1.1

返回示例

{ "errno": 0, "data": [{ "update_at": "2017-11-20 10:03:10", "id": "aaa", "create_time": "2017-11-20 09:59:35", "current_value": { "Header": { "CipherType": 1, "DevType": 1 }, "Body": 3 } }, { "update_at": "2017-12-22 10:30:22", "id": "bbb", "create_time": "2017-12-22 10:12:36", "current_value": 1 }], "error": "succ" }

• 发送命令

请求方式：POST URL:http://api.heclouds.com/cmds

请求示例

POST http://api.heclouds.com/cmds?device_id=8029377 HTTP/1.1 
api-key: l2aH*************BRtAo= 
Host: api.heclouds.com 
Content-Length: 19 

<this is a command>

返回示例1：成功创建命令

{ "errno": 0, "error": "succ", "data": { "cmd_uuid": "81572aae-fc34-5deb-8f06-ab45d73cb12b" } }

返回示例2：设备不在线

{ "errno": 10, "error": "device not online: 8029377" }

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