钉钉机器人调用函数计算实现serverless web服务：传统门禁的简单改造，懒惰癌的福音

2022-04-09 04:28:18

本文通过钉钉机器人调用函数计算实现的serverless web服务，打通物联网平台，和树莓派实时通讯。实现了将原有传统的磁吸门禁，改造成可以由钉钉来控制开门的简单应用。

场景

由于本部门拥有独立封闭的空间，在大门口配置了磁吸玻璃门，因此规定在工作期间出入需要随手关门，以保证工作环境的私密性和安全性。但前台并没有小妹，这样对于来访客人就不是特别方便，往往需要电话通知接待者到大门口来接，要么接待者向管理员要来无线遥控器来开门（tuo ku zi fang pi)。这对于我这种重度懒惰病患者来说，简直是种折磨。So...

思路

是否可以由树莓派模拟按动无线门禁遥控器的按钮来开门？
经过对无线遥控器的暴力拆解，发现遥控器的开门按钮是由一个有4个引脚的贴片按钮构成。经过试验，只需把这2个接口短路，就相当于按下按钮的动作。因此可以在上面接驳一个继电器，由树莓派控制继电器来实现遥控器的按钮接通。图参考3.1节

目标: 将有经常需要接待的人(重度懒惰病患者)加入到公司某个内部钉钉群中，有来访者需要开门时，直接向群机器人发送"开门"，门禁就会打开。

实现方式： 在钉钉群加入一个自定义的outgoing机器人，向机器人发送指令后，远程HTTP POST调用函数计算服务，函数计算向物联网平台的Topic上送消息，而订阅此Topic的树莓派会在收到消息后打开继电器开关，让无线遥控器的按钮短路，发送无线信号让门禁开启。

成本估算

物联网平台：
使用基础版产品免费
函数计算：
调用次数：每月前 100 万次函数调用免费。
执行时间：每月前 400000(GB*秒) 费用免费。
唯一可能产生费用的就是极少量的网络使用费

准备

物料准备

树莓派
一路继电器
门禁无线遥控器
母对母杜邦线3根
公对公杜邦线2根

阿里云环境准备

物联网平台
函数计算
日志服务（可选）

操作步骤

1 云端开发

1.1 物联网平台

登录阿里云控制台，进入物联网平台控制面板

1.1.1 新建产品

进入设备管理，创建产品，选择基础版或高级版都可以，本实例使用基础版就可以满足基本要求。

系统会自动创建3个Topic,我们需要使用 /ProductName/${deviceName}/get，作为设备订阅消息的Topic。

1.1.2 设备管理

在产品中新增设备，并获得设备的3元组，在2.3节的设备代码的编写时需要使用此3元组。设备三元组是设备的唯一标示

1.2 函数计算

函数计算可以通过flask web工程来实现serverless，我们可以直接使用url去访问和调用函数。好处在于，直接在函数计算里编写代码即可，而省去了购买ECS及搭建相应的运行环境，使用起来非常方便。
通过使用http触发器，函数计算可提供
http://${account-id}.${region}.fc.aliyuncs.com/2016-08-15/proxy/$(serviceName)/$(functionName)/
来访问调用函数。

1.2.1 新建服务

新建服务 iot-demo，如果需要记录和回溯函数执行的日志，则需要开通日志服务，并配置好日志仓库。

1.2.2 新建函数

新建函数，使用模版 flask-web，函数名和触发器填写 officegate，运行环境选择python2.7

1.2.3 函数代码

# -*- coding: utf-8 -*-

from flask import Flask
from flask import request
from flask import make_response
import logging
from aliyunsdkcore import client
from aliyunsdkcore.request import RpcRequest
import base64

try:
  from urllib.parse import urlparse
except:
  from urlparse import urlparse

app = Flask(__name__)

base_path = ''

return_string='''{
     "msgtype": "text",
     "text": {
         "content": "%s"
     }
 }'''

# 参数定义
options = {
    'productKey': '',  # 设备标识三元组
    'deviceName': '',  # 设备标识三元组
    'accessKeyId': '',
    'accessKeySecret': '',
    'token': '12345678',  # Dingding Outgoing token
}

clt = client.AcsClient(options['accessKeyId'], options['accessKeySecret'], 'cn-shanghai')

# 推送消息到IoT Hub Topic
def pushMsg(msg):
    request = RpcRequest('Iot', '2018-01-20', 'Pub')
    request.set_accept_format('json')
    request.add_query_param('ProductKey',options['productKey'])
    request.add_query_param('TopicFullName','/' + options['productKey'] + '/' + options['deviceName'] +'/get')  #消息发送到的Topic全名
    request.add_query_param('MessageContent',base64.b64encode(msg))  #Base64
    request.add_query_param('Qos',0)
    result = clt.do_action_with_exception(request)
    logging.info('result : ' + result)

# 健康检查
@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def home():
    resp = make_response('I am ok!', 200)
    return resp

# 对应 DingDing outgoing URL
@app.route('/dingbot',methods=['POST'])
def bot_receive() :
    token=request.headers.get('token')
    data=request.get_json()
    logging.debug("token="+token+"\nmessage:"+str(data))
    msgtype=data.get("msgtype")

    if token != options['token'] and msgtype != "text" :
        return make_response("error",403)

    content=str(data["text"]["content"])
    senderId=data["senderId"]
    senderNick=data["senderNick"]
    logging.info('%s(%s) talk: %s' % (senderNick,senderId,content))
    pushMsg(content.strip())
    ret = return_string % "门开了"
    resp = make_response(ret,200)
    resp.headers['Content-Type']="application/json; charset=utf-8"
    return resp

# 函数计算主入口
def handler(environ, start_response):
    parsed_tuple = urlparse(environ['fc.request_uri'])
    li = parsed_tuple.path.split('/')
    global base_path
    if not base_path:
        base_path = "/".join(li[0:5])
    return app(environ, start_response)

代码创建完成后，在代码编辑框下方的调试Http触发器，可以获得调用的url。

注意，我们代码里路由入口是/dingbot因此，实际的访问网址应该是:
https://$(account-id).cn-hangzhou.fc.aliyuncs.com/2016-08-15/proxy/iot-demo/officegate/dingbot

2 钉钉机器人的配置

如图所示，添加自定义机器人时，需要勾选中 是否开启Outgoing机制，在POST地址里，把上一节中的url粘贴进来，而Token必须和函数计算代码里参数配置的一致，本例中是12345678。

添加成功后，尝试着给钉钉机器人发指令“开门”，如果机器人能回应“门开了”，那说明函数计算已经可以正常提供服务。

3 设备端开发

3.1 硬件安装

首先把门禁遥控器的外壳拆开(大卸八块)
用电烙铁把开门按钮的4个引脚从电路板上取下来
把2根公杜邦线的引脚焊接在电路板的2个焊点上，并把另一头分别接在继电器A、B端上
再拿3根母杜邦线，VCC、GND、IN分别接到树莓派GPIO接口的4、6、16引脚上。

3.2 环境准备

我们在树莓派上使用python2.7作为开发语言。安装阿里云物联网的SDK:

pip install aliyun-python-sdk-iot-client

3.3 代码开发

gate-demo.py 内容如下：

# -*- coding: utf-8 -*-

import json
from time import sleep
import RPi.GPIO as GPIO
import aliyunsdkiotclient.AliyunIotMqttClient as iot

# 参数配置
options = {
    'productKey':'', # 设备三元组
    'deviceName':'', # 设备三元组
    'deviceSecret':'', # 设备三元组
    'port':1883,
    'host':'iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com',
    'gate_pin':23 #in 接GPIO 23针脚
}

# 订阅的IoT Hub Topic
SUBSCRIBE_TOPIC = '/'+options['productKey']+'/'+options['deviceName']+'/user/get'

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setwarnings(False)
# 设置GPIO接口是输出，默认低电平
GPIO.setup(options['gate_pin'],GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)

# 开门
def openGate() :
    GPIO.output(options['gate_pin'],GPIO.HIGH)  # 打开高电平
    sleep(0.8)
    GPIO.output(options['gate_pin'],GPIO.LOW) # 恢复低电平

# 收到发布的消息回调
def on_message(client, userdata, msg):
    print(msg.payload)
    if msg.payload=='开门':
        openGate()

def on_connect(client, userdata, flags_dict, rc):
    print("Connected with result code " + str(rc))
    # 订阅消息
    client.subscribe(topic=SUBSCRIBE_TOPIC)
    
def on_disconnect(client, userdata, flags_dict, rc):
    print("Disconnected.")
        
if __name__ == '__main__':

    # IoT 初始化
    client = iot.getAliyunIotMqttClient(options['productKey'], options['deviceName'], options['deviceSecret'], secure_mode=3)
    client.on_connect = on_connect
    client.on_message = on_message
    client.connect(host=options['productKey'] + '.' + options['host'], port=options['port'], keepalive=60)

    client.loop_forever()

4 测试运行

4.1 设备端运行

在py-demo文件夹下运行

python gate-demo.py

4.2 钉钉发送消息

在钉钉群上 @机器人，发送“开门”指令，如果函数计算运行正常，则应能收到机器人“门开了”的应答。

4.3 云端查看上送消息

在函数计算里的日志查询界面中，可以看到程序运行时记录的日志：

在物联网平台的设备的Topic列表中，可以看到收到了函数计算发布的消息：

4.4 测试结果

树莓派的python程序打印出日志，继电器的信号灯闪动，同时遥控器发出无线指令，大门磁吸门禁收到信号后开启。

后续

本例只是一个基于物联网的简单用例，并未考虑过多的安全问题。下一步可以对安全性进一步完善，例如，授权和控制谁能够进行开门等。此外，提高系统的安全性，还引入API网关，便于进行访问、流量控制等。

总结

阿里云提供的一系列产品和服务，就像拧开水龙头一样，打开即用。通过物联网平台，使用者可以快速地将原有传统硬件产品迅速地进行升级改造，实现设备迅速上云。

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