Python轻应用：连接物联网平台并控制设备硬件

Posted 2021-06-23 HaaS技术社区

 

1、前言

Python 语言的是一款非常容易使用的解释性语言，它的主要特点如下：

• 易学易用
• 可扩展可移植
• 丰富的三方库

正是由于以上这些特点，使得python在一些逻辑简单，功能复杂的场景应用非常广泛。近几年，随着人工智能的飞速发展，Python 的优点得到的充分的体现，因此成为了AI开发的首选语言。

MicroPython(简称mpy)在保留了python语言主要特性的基础上，他还对嵌入式系统的底层做了非常不错的封装，它的特点如下：

• 沿用python语法和基本数据结构，保持易学易用性
• 提供基于嵌入式系统的硬件功能库封装，让嵌入式开发简单便捷

今天要介绍的是HaaS100如何使用micropython ，连接阿里云的物联网平台，并通过云端来控制设备的LED 灯。

 

2、方案介绍

阿里云物联网平台提供安全可靠的设备连接通信能力，支持设备数据采集上云，规则引擎流转数据和云端数据下发设备端。此外，也提供方便快捷的设备管理能力，支持物模型定义，数据结构化存储，和远程调试、监控、运维。

本文通过物联网平台下发修改HaaS100的LED状态的命令，HaaS100上的Python程序接收命令，并控制LED灯。具体交互方案设计如下:

 

 

3、效果视频

LinkKit 控制HaaS100

 

4、代码清单

# -*- coding: UTF-8 -*-

import iot

import utime

# 请替换物联网平台申请到的产品和设备信息,可以参考文章:https://blog.csdn.net/HaaSTech/article/details/114360517

productKey = "xxxxx"

productSecret = "xxxxx"

deviceName  =    "xxxxx"

deviceSecret  =   "xxxx"



on_connected = False

# 初始化linkkit sdk

key_info = {

    'region' : 'cn-shanghai' ,

    'productKey': productKey ,

    'deviceName': deviceName ,

    'deviceSecret': deviceSecret ,

    'productSecret': productSecret

}

device = iot.Device(key_info)

# 物联网平台连接成功的回调函数

def on_connect():

    global on_connected

    on_connected = True



device.on('connect',on_connect)

# 设置props 事件接收函数（本案例是云端控制led事件）

def on_props(request):

    from driver import GPIO

    import ujson

    ON = 0

    OFF = 1

    #服务端返回的json 转换成dict

    payload = ujson.loads(request)

    #获取dict 中的led 状态字段

    stat = payload["LEDSwitch"]

    gpio = GPIO()

    # open 函数支持的参数列表如下：

    # led1;led2;led3;led4;led5

    gpio.open('led1')

    if stat == 1:

        gpio.write(ON)

    else:

        gpio.write(OFF)

    utime.sleep_ms(200)

    gpio.close()

device.on('props',on_props)

# 连接物联网平台

device.connect()

# 触发linkit sdk持续处理server端信息

while(True):

    # device.do_yield(200)

    if on_connected:

        print('物联网平台连接成功')

        break

    else:

        utime.sleep(1)



while True:

    utime.sleep(0.2)

# 断开连接

device.close()

以上就是python 轻应用的主体代码，我们将其保存到文件 LinkKitControlLed.py, 然后拷贝到 sdcard 的根目录。

它的主要功能如下：

1. 连接物联网平台
2. 等待物联网平台的云端消息，并处理

 

注意事项：

• 请务必将代码中以下信息替换成自己的物联网平台上相关信息

 

PRODUCT_KEY = "a1uTFk4xjko"

PRODUCT_SECRET = "xxxxxxx"

DEVICE_NAME  =    "mpy_001"

DEVICE_SECRET  =   "xxxxxxxxxxxxxxx"

 

• 运行代码之前请务必保证机器联网，python 联网指令如下

python /data/python-apps/wifi/main.py wifi_ssid  wifi_password

 

5、物品清单

5.1、硬件

• HaaS100 开发板一块
• 电源一个
• micro usb 一个
• sdcard 一个

注意事项:

• HaaS100支持外接微型SD卡（Micro SD），最大支持64GB数据的存储,SD卡槽位于开发板背,可以外接微型SD存储卡
• sdcard 格式支持:  FAT16/FAT32
• 本案例中暂时不支持exFAT 格式

 

5.2、软件

• 最新的HaaS100 开源代码
• 串口工具

 

6、实现步骤

在开始之前，务必保证按照Python轻应用官网中的快速开始章节，烧录官方固件或者自己编译固件烧录。

 

6.1、创建产品和设备

首先参考文章 https://help.aliyun.com/document_detail/189183.html?spm=a2c4g.11174283.6.572.3a8b1668juSbg2 ，创建一个自己的产品和设备

如上图所示，笔者创建的产品是 mpy_test, 设备是mpy_001

 

6.2、创建物模型

如上图所示，首先点击产品，选择我们自己创建的产品mpy_test, 然后点击编辑草稿，添加自定义功能 进入下图中的界面

选择属性，输入LED开关， 选中弹出的默认属性， 点击确定即可完成属性的添加

也可以完全自己定义一个属性，确保属性主程序代码中的属性键的名称和 这里一致即可。

创建完成以后，点击发布即可。

 

6.3、执行轻应用代码

烧录完成以后，插入sdcard, 开机并连接串口

通过串口输入:

python /sdcard/LinkKitControlLed.py

 

就可以完成轻应用的启动，启动成功以后，串口会出现如下打印：

连接成功以后，主程序就会等待云端的消息分发，收到消息以后就会通过on_prop_set 函数处理

 

6.4、发送云端控制指令

在设备属性发布以后，我们就可以开始在线调试了

如上图所示：

• 选择监控运维---->在线调试
• 选择产品mpy_test 和 设备 mpy_001

• 正常情况下，设备已经在线，我们就可以看到下面的调试选项了
• 选择属性调试---->默认模块---->LED开关

• 选择参数  开启-1
• 点击调试，设置即可

 

发送成功以后，设备端串口会收到如下打印，最终调用回调函数，开启设备上的led 灯，从而实现上图中的效果

 

技术交流

Python轻应用继承了Python易学易用的特点，同时提供了基于嵌入式硬件的基础库封装，让开发者可以很方便的通过交互式的环境，实时进行嵌入式开发，让嵌入式开发也变得简单方便。

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