HaaS轻应用(Python)：连接物联网平台并控制设备硬件

2022-02-07 11:51:03

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视频详情

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：

连接物联网平台
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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