阿里云物联网平台体验(树莓派+Python篇)

虽然对阿里云物联网平台比较熟悉了，从一开始就有幸参与了飞凤平台（Link Develop 一站式开发平台的前身）的一些偏硬件接入的工做。可是同时也见证了阿里云物联网团队从几十人到数百人的迅速扩张，其物联网平台所承载的内容也急速膨胀，物联网开发套件基础版、飞凤、Link Develop一站式开发平台、物联网开发平台高级版、飞燕、飞象、城市大脑、农业大脑和工业互联平台不一而足……，很难有精力真正熟悉和了解阿里云的每一款物联网产品。

此次有幸成为物联网平台的阿里云MVP体验官，能够从另一个角度来体验阿里云物联网平台了。最先咱们都是基于MCU单片+.NET MF平台，直接采用MQTT协议实现相关的代码对接阿里云平台，虽然也能够基于组态配置很灵活地接入物联网平台，可是对一些WEB、AI和云端开发的人来讲仍是有些陌生。正是由于这些需求，JS，Java，Python这些高级语言已经走入了硬件开发，能够直接在MCU芯片上运行，大大提速了物联网云和端的链接工做。

本篇文章就是采用高级语言Python基于树莓派进行物联网云端对接的（后续篇幅会介绍nodejs的云端对接）。

下面是阿里云团队快递过来的相关测试硬件：

一、 树莓派3B+ 自带wifi和蓝牙

二、 DHT11温湿度模块

三、 LED灯模块

第一步：咱们须要为树莓派安装操做系统

咱们安装的是Raspbian固件，能够按以下连接介绍的步骤进行安装：

www.yuque.com/cloud-dev/i…

第二步：安装阿里云平台的Python SDK

执行以下指令：$ pip install aliyun-python-sdk-iot-client

第三步：代码编写

在阿里云平台的说明文档：

www.yuque.com/cloud-dev/i…

中已经提供了一个示例代码，不过功能相对简单，就是把两个随机数送到云端。

咱们设计一个相对复杂的场景，咱们首先要实现双向通讯，不只仅把传感器数据送到云端，咱们还要让云端下发一个指令，控制相关的设备。

上传数据咱们选择一个真实的传感器 DHT11，能够获取温度和湿度值。另外还有一个LED灯模块，经过云端下达的指令，控制灯亮和灯灭。

树莓派的管脚定义图以下:

DHT11模块共3根线，属于单总线通讯，电源线咱们接入5V-4pin，地线咱们接入GND-6pin，通讯pin咱们接入GPIO16-36pin。LED模块也是3根线，咱们电源线接入3V3-1pin，地线接入GND-9pin，控制线接入GPIO4-7pin。

LED的控制相对容易，就是控制管脚的高低电平便可。

led_pin = 4 //GPIO为4

GPIO.setmode(GPIO.BCM) //BCM的GPIO定义

GPIO.setup(led_pin, GPIO.OUT) //设置为输出模式

点亮灯：

复制代码

GPIO.output(led_pin, GPIO.HIGH)复制代码

复制代码

复制代码

GPIO.output(led_pin, GPIO.LOW)复制代码

复制代码

DHT11相对比较复杂，我2010年曾经写过一篇博文，想了解比较深刻的能够参考一下（相关连接：

blog.csdn.net/yfiot/artic…

）。

因为代码比较多，因此咱们封装为一个函数，而且能够同时返回两个值，一个是温度T，一个是湿度H。

网上大部分Python的实例都是读一次温湿度的，若是要连续读，必须间隔3秒左右，不然很容易失败。因为linux不是实时系统，咱们发现即便间隔3秒，没法正确获取温湿度值的现象也时有发生，而且有时候竟然也有经过校验的错误值出现。

DHT11的数据Pin接入的是 GPIO16，因此咱们定义pin的代码以下：

dht_pin =16

封装函数的代码以下：

def GetDTH():  
        data = []
        j = 0 
        GPIO.setup(dht_pin, GPIO.OUT)
        GPIO.output(dht_pin, GPIO.LOW)
        time.sleep(0.02)
        GPIO.output(dht_pin, GPIO.HIGH)
        GPIO.setup(dht_pin, GPIO.IN)
         
        while GPIO.input(dht_pin) == GPIO.LOW:
          continue
        while GPIO.input(dht_pin) == GPIO.HIGH:
          continue
         
        while j < 40:
          k = 0
          while GPIO.input(dht_pin) == GPIO.LOW:
            continue
          while GPIO.input(dht_pin) == GPIO.HIGH:
            k += 1
            if k > 100:
              break
          if k < 8:
            data.append(0)
          else:
            data.append(1)     
          j += 1
         
        humidity_bit = data[0:8]
        humidity_point_bit = data[8:16]
        temperature_bit = data[16:24]
        temperature_point_bit = data[24:32]
        check_bit = data[32:40]
         
        humidity = 0
        humidity_point = 0
        temperature = 0
        temperature_point = 0
        check = 0
         
        for i in range(8):
          humidity += humidity_bit[i] * 2 ** (7-i)
          humidity_point += humidity_point_bit[i] * 2 ** (7-i)
          temperature += temperature_bit[i] * 2 ** (7-i)
          temperature_point += temperature_point_bit[i] * 2 ** (7-i)
          check += check_bit[i] * 2 ** (7-i)
         
        tmp = humidity + humidity_point + temperature + temperature_point
        if check == tmp:
          return temperature,humidity
        else:
          print "wrong"
          return 0,0   复制代码

这些准备工做作好后，咱们要在云端定义相关产品和设备了。和阿里云官方示例不同的是，咱们额外增长了一个属性LED，具有读写能力，枚举型变量，0-表示关灯，1-表示开灯

这个定义好后，咱们建立设备，而且获取设备的三元组。因为官方提供的示例仅仅是模拟数据，而且是单向上传，咱们须要改造一下。

在main函数里，增长这句代码：

client.on_message = on_message复制代码

表示咱们能够获取云端推送的信息。

咱们云端推送的信息内容以下：

{"method":"thing.service.property.set","id":"169885527","params":{"LED":1},"version":"1.0.0"}复制代码

咱们须要获取LED的值，因此on_message函数咱们要增长一些内容：

setjson = json.loads(msg.payload)
    led = setjson['params']['LED']
GPIO.output(led_pin,(GPIO.HIGH if led==1 else GPIO.LOW ))复制代码

根据led的值，咱们开灯或者关灯。

相关代码修改好后，咱们就能够上传到树莓派设备，开始运行了，以下图所示：

这个时候咱们查看云端设备的状态，会发现数据已经正常上传到云端了。

咱们在云端产品的在线调试面板进行数据下发测试

咱们发送0或1，会发现LED灭或亮了。

以上，咱们会发现经过咱们所熟悉的Python语言，就能够轻松编写物联网代码了。

本文相关的代码文件：alios_ht_all.py

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