PHP再学习5——RESTFul框架 远程控制LED

时间  2019-11-29
标签 php 学习 restful 框架 远程 控制 led 栏目 PHP 繁體版
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0.前言php

 

    去年（2013年）2月第一次接触yeelink平台，当时该平台已经运行了一些时间也吸引了很多极客。试想本身也将投身IoT（物联网）行业，就花了些时间研究了它。陆陆续续使用和研究了一年，大体围绕两个问题展开——1.yeelink平台如何使用，2.如何构造一个功能简单些的yeelink平台。
    【 PHP学习笔记——索引博文】
    本文将讨论如何构造一个简单restful架构平台（该平台有点像yeelink，不过功能比yeelink少的多），并结合树莓派实现LED的远程控制（网络控制）。构建一个RESTFul平台涉及到不少知识，经过如下连接提供一些学习资料。
    【1】 Slim——简单的 PHP5 框架可用来建立 RESTful 的 Web 应用
    【2】MySQL——关系型数据库管理系统
    【3】 RedBean——用 NoSQL 的语法来使用 ORM 框架
    【4】 JSON——轻量级的数据交换格式
    【5】 cURL——利用URL语法在命令行方式下工做的开源文件传输工具
 
    若是亲爱的读者想快速入门也能够看看个人博客文章。
    【1】Slim——【 PHP再学习4—— slim框架学习和使用】
    【3】JSON——【 cJSON学习笔记】
    【4】树莓派——【 树莓派学习笔记——yeelink 远程控制LED】

    【2014年3月补充】    
    【1】若是您想得到本篇博文的源代码， 请点击这里【 CSDN代码仓库】。 数据库操做使用RedBean。
    【2】整理完本篇博文以后，修改了部分API函数并在GitHub创建了代码仓库（数据库操做并无使用RedBean），若是本博文对您有用请点击这里【 GitHub Clone】。
     【3】若是想更深刻一些例如部署到云平台中，请访问个人京东云擎——【 应用】 ，相关代码仓库请猛击这里【 京东代码仓库】
1.REST风格API
    在HTTP协议中定义了多种动做或者方法，这些方法具备不一样的含义。
    【GET 获取】【POST 建立】【PUT 更新】【DELTE 删除】
    为了更好的理解以上的方法，下面结合LED远程控制举个例子。假设在数据库中已经保存了家庭中的LED设备信息，这些设备信息包括LED编号，LED设备描述和当前状态（打开或关闭）等，例如位于客厅的LED处于打开状态。
    可经过GET方法得到某个LED设备的信息或者所有LED的信息。这些LED灯具备一个惟一的编号，例如客厅的LED灯编号为1，那么 /leds/1就是编号为1的LED设备的惟一URI(可理解为网址)。经过这样相似的方法使每一个LED设备具备网址，可经过该网址访问LED。经过GET方法可得到LED设备的全部信息，这些信息可经过JSON格式描述，例如：
    [{"id":1,"description":"raspberry pi IO1","status":"off"},{"id":2,"description":"raspberry pi IO2","status":"on"}]
 
    可经过POST方法建立一个新LED，新增长的LED具体信息可以使用JSON格式描述，例如：
    {"description":"add a new led","status":"off"}
 
    可经过PUT方法更新LED信息，而具体内容用JSON格式描述，例如：
    {“status”:"on"}
 
    对于LED网络控制，REST API设计以下：
    GET /leds        返回全部的LED信息
    POST /leds      增长一个LED设备
    GET /leds/id    返回编号为id的LED设备信息
    PUT /leds/id    更新编号为id的LED设备信息

2.数据库准备
 
2.1 修改mysql密码
    【 PHP再学习4—— slim框架学习和使用】一文中推荐使用wampserver，该软件为集成安装包包括了PHP和MySQL，在使用mySQL以前最好修改默认密码，可参考博文【 修改mysql密码(博主:幸亏我是程序猿)】
    （2.1或2.2操做也可以使用phpMyAdmin）
2.1 新建LED设备表
    使用mysql控制台，进入mysql数据库(输入use mysql，mysql为数据库的名称——安装wampserver后的一个默认数据库)。创建一个LED设备表，该表具备编号ID、描述description、状态status 字段，主键为id且自动增加（插入该数据表时 id写写入0或者不写，id编号会自动增加）。
[sql]  view plain copy 在CODE上查看代码片 派生到个人代码片
 
  1. CREATE TABLE IF NOT EXISTS `leds` (  
  2.   id int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
  3.   description text NOT NULL,  
  4.   status text NOT NULL,  
  5.   PRIMARY KEY (id)  
  6. ) DEFAULT CHARSET=utf8;  
【小提示】
    【1】选择数据库           use <databs_name>;
    【2】查看表的结构        desc <table_name>;
    【3】删除表                 drop table <table_name>;
    【4】id的数据类型为int(11)，千万别觉得int的长度为11位，int(11)只是一种int的表达方式。
 
2.2 插入设备内容
    可在MySQL控制台输入如下内容，插入两条数据：
[sql]  view plain copy 在CODE上查看代码片 派生到个人代码片
 
  1. INSERT INTO leds (id, description , status) VALUES  (1, 'raspberry pi pcf8574-IO1','on');  
  2. INSERT INTO leds (id, description , status) VALUES  (2, 'raspberry pi pcf8574-IO2','off');  
3.GET方法得到全部LED信息
    使用GET方法或的全部LED状态——GET /leds。
    返回LED状态，使用JSON数据包描述。
    【代码片断】
[php]  view plain copy 在CODE上查看代码片 派生到个人代码片
 
  1. <?php  
  2.   
  3. require 'rb.php';  
  4. require 'Slim/Slim.php';  
  5.   
  6. \Slim\Slim::registerAutoloader();  
  7.   
  8. // 初始化数据库链接  
  9. R::setup('mysql:host=localhost;dbname=mysql','root','<your password>');  
  10. R::freeze(true);  
  11.   
  12. $app = new \Slim\Slim();  
  13.   
  14. // GET /leds  
  15. $app->get('/leds', function () use ($app) {   
  16.     // 查找全部设备  
  17.     $led_array = R::getAll('select * from leds');  
  18.     $app->response()->header('Content-Type', 'application/json');  
  19.     // 按照JSON格式输出  
  20.     echo json_encode( $led_array , JSON_NUMERIC_CHECK);  
  21. });  
  22.   
  23. $app->run();  
  24. ?>  
    【代码解释】
    【1】 require 'rb.php';  载入redbean，请把rb.php放在www根目录。
    【2】R::setup('mysql:host=localhost;dbname=mysql','root','<your password>');R::freeze(true);载入数据库，填入数据库的名称和密码。
    【3】$led_array = R::getAll('select * from leds'); 查询数据库得到LED数据包的全部内容，getAll返回一个索引数组。
    【4】 echo json_encode( $led_array , JSON_NUMERIC_CHECK); 请注意mysql的整形转到PHP时将变为string，若是没有JSON_NUMERIC_CHECK选项，那可能会得到{“id”:"1",....}，这确定不是你所愿意看到的。
    
    【简单测试】
    可经过浏览器，cURL工具，浏览器HTTP插件进行测试。
    
图1 使用浏览器得到全部LED信息
4. GET方法得到单个LED信息
    【代码片断】
[php]  view plain copy 在CODE上查看代码片 派生到个人代码片
 
  1. // GET /leds/:id  
  2. $app->get('/leds/:id', function ($id) use ($app) {      
  3.     try {  
  4.         // 查询数据库，只返回status状态  
  5.         $led_single = R::getRow('select status from leds where id = :id',array(':id'=>$id));  
  6.         if ($led_single) {  
  7.             $app->response()->header('Content-Type', 'application/json');  
  8.             // 按照JSON格式输出  
  9.             echo json_encode( $led_single, JSON_NUMERIC_CHECK);  
  10.         }   
  11.         else {  
  12.             $app->response()->status(404);  
  13.         }  
  14.     }   
  15.     catch (ResourceNotFoundException $e) {  
  16.         $app->response()->status(404);  
  17.     }   
  18.     catch (Exception $e) {  
  19.         $app->response()->status(400);  
  20.         $app->response()->header('X-Status-Reason', $e->getMessage());  
  21.     }  
  22. });  
    【代码解释】
    【1】$app->get('/leds/:id', function ($id) use ($app) id做为参数，能够输入数字1或2等。
    【2】$led_single = R::getRow('select status from leds where id = :id',array(':id'=>$id));
        select status from leds where id = :id 为SQL查询语句，和通常的SQL语句不一样的是出现:id，array(':id'=>$id)该语句实现了SQL语句中的:id和输入参数id的绑定关系。在这里只查询status内容，其余内容忽略。
    【3】echo json_encode( $led_single, JSON_NUMERIC_CHECK); JSON格式输出，请主意使用JSON_NUMERIC_CHECK选项。
 
    【简单测试】
    使用curl工具测试，在windows 控制台中输入如下命令：
    
图2 使用cURL工具得到单个LED信息
 
5. PUT更新单个LED信息
    【代码片断】
[php]  view plain copy 在CODE上查看代码片 派生到个人代码片
 
  1. $app->put('/leds/:id', function ($id) use ($app) {      
  2.     try {  
  3.         // 得到HTTP请求中的JSON数据包  
  4.         $request = $app->request();  
  5.         $body = $request->getBody();  
  6.         $input = json_decode($body);   
  7.           
  8.         // 查找编号为ID的记录  
  9.         $led = R::findOne('leds', 'id=?', array($id));    
  10.           
  11.         // 从新修改status状态，并保存  
  12.         if ($led) {        
  13.             $led->status = (string)$input->status;  
  14.             R::store($led);      
  15.         } else {  
  16.             throw new ResourceNotFoundException();      
  17.         }  
  18.     } catch (ResourceNotFoundException $e) {  
  19.         $app->response()->status(404);  
  20.     } catch (Exception $e) {  
  21.         $app->response()->status(400);  
  22.         $app->response()->header('X-Status-Reason', $e->getMessage());  
  23.     }  
  24. });  
    【代码分析】
    【1】得到HTTP请求中的内容并进行解码，json_decode老是返回一个PHP对象而不是数组，全部后面对于input的操做须要使用->符号。
        $request = $app->request();
        $body = $request->getBody();
        $input = json_decode($body); 
    【2】$led = R::findOne('leds', 'id=?', array($id));  R::findOne老是返回一个对象，后面的操做须要使用->符号。
    【3】$led->status = (string)$input->status; 修改status。
    【4】R::store($led); 从新存储led信息。
 
    【简单测试】
    使用cURL工具测试，请求的内容为{"status":"off"}，请求的方法为PUT。在windows控制台下输入如下命令：
    curl -i --request PUT  --data "{\"status\":\"on\"}"   http://localhost/leds/1
    注意：1）因为该HTTP负载并无返回值，全部curl指令中加入-i选项，意为显示HTTP响应首部。
              2）PUT方法必须大写。    
图3 使用cURL更新单个LED状态
图4 编号为1的LED状态发生改变
 
6.树莓派 实现LED网络控制
    亲爱的朋友，若是您还不熟悉树莓派的话，能够参考：
    经过树莓派实现网络控制的方法也很是简单，树莓派不停的向服务器（在局域网中，IP为192.168.1.100）发送GET请求，服务器查询数据库以JSON格式返回LED信息，树莓派根据JSON数据包的内容控制LED灯，on为点亮，off为熄灭。
    【1】树莓派发送HTTP请求    GET /leds/1
    【2】服务器返回HTTP响应    {“status”:"off"}或{“status”:"on"}
    【3】树莓派根据status控制LED设备
 
    【代码片断】
[python]  view plain copy 在CODE上查看代码片 派生到个人代码片
 
  1. #!/usr/bin/env python  
  2. # -*- coding: utf-8 -*-  
  3. import requests  
  4. import smbus  
  5. import RPi.GPIO as GPIO  
  6. import time  
  7. # 打开 /dev/i2c-1  
  8. bus = smbus.SMBus(1)  
  9. # 设备URI  
  10. apiurl = 'http://192.168.1.100/leds/1'  
  11. while True:  
  12.   #发送请求  
  13.   r = requests.get(apiurl)  
  14.   # 打印内容  
  15.   print(r.text)  
  16.   # 响应转换内容为字典形式  
  17.   # 转换为字典类型 请注意 2.7.4版本使用r.json()  
  18.   led = r.json  
  19.   # {'value':'xx'} on打开状态，off关闭状态  
  20.   if led['status'] == 'on':  
  21.     print("led on")  
  22.     bus.write_byte( 0x20 , 1 )  
  23.   else:  
  24.     print("led off")  
  25.     bus.write_byte( 0x20 , 0 )  
  26.   # 延时5S  
  27.   time.sleep(5)  
 
    【代码测试】
    因为没有作前端，全部只能经过cURL指令改变LED的status。改变数据库中LED的status以后，树莓派上扩展板的真实LED状态便会发生变化。前端控制页面请期待后续博文。
图5 测试结果LED状态发生改变
 
7.其余遐想
    本文只是想阐述REST框架的建立和使用，树莓派的使用并非本文的重点（树莓派让我扩展了知识面）。除了树莓派以外还可使用其余设备“享用”这个REST服务，例如
    arduino平台——入门简单，加上ENC28J60可替代本文树莓派的功能。
    STM32平台——【 Yeelink平台使用——远程控制 RT Thread + LwIP+ STM32】简单修改该博客中的代码即可实现树莓派远程控制同样的功能，可是使用STM32平台须要更多的嵌入式方面的知识。
 

 

8.参考资料
【3】    yeelink API文档
 
9.关于我本身
    本人是一名嵌入式工程师，专一于物联网领域。虽然是一名嵌入式工程师，可是因为物联网的多领域交叉性，不得不让本身多学一些WEB方面的知识。对于工程师来讲学习新的知识绝对是有必要的， 工程师没过过去只有去创造。
    Email:xukai19871105@126.com
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