树莓派连接阿里云物联网平台-属性(nodejs)
陈拓 [email protected] 2019/12/14-2020/01/02
1. 阿里云物联网平台设置
见参考文档《阿里云物联网平台基本设置》https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/103559553
2. 在树莓派上安装Node.js LTS工具包
PC Win7操作树莓派3B+。
- LTS官网描述，https://nodejs.org/en/about/releases/
Node.js的主要版本进入当前发布状态为六个月，这使库作者有时间为其添加支持。六个月后，奇数版本（9、11等）将不再受支持，而偶数版本（10、12等）将变为“活动LTS”状态，并可以用于一般用途。 LTS的发布状态为“长期支持”，通常可以保证关键错误在30个月内得到修复。生产应用程序应仅使用Active LTS或Maintenance LTS版本。
- 查看最新版本：
https://nodejs.org/en/download/
- 安装最新版本的Node.js LTS
先根据最新版本号执行命令：
curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_12.x | sudo -E bash -
……
根据提示执行命令：sudo apt-get install -y nodejs
测试：node –v或者nodejs –v
3. 阿里云物联网平台Node.js SDK
看官方文档：
设备接入Link Kit SDK > NodeJS SDK > 环境要求与配置https://help.aliyun.com/document_detail/96618.html?spm=a2c4g.11186623.3.2.9965fb74btNOBv
更新时间：2019-06-25 09:45:26
目前的JS版本的Link Kit SDK最新版本号为1.2.7
Node.js 运行环境，版本需要 >= 4.0.0 。
3.1 安装SDK
通过 npm 包管理工具安装SDK。有两种安装方式。
1) 将SDK安装到Nodejs项目所在目录。
适用于开发者已创建自己的项目，然后集成阿里云的Link Kit SDK：
npm install alibabacloud-iot-device-sdk --save
2) 将SDK进行全局安装
适用于开发者直接编写了一个js文件（该文件引用了阿里云的Link Kit SDK）、然后直接使用node xxx.js运行该js程序的场景。这种情况需要将SDK进行全局安装，命令如下所示：
npm install -g alibabacloud-iot-device-sdk
注：不推荐全局安装的方式，因为扩展性不好。
用第一种安装方式试试。
- 安装SDK
mkdir PiAliNode
cd PiAliNode
npm install alibabacloud-iot-device-sdk --save
查看：
安装不成功。直接到github去下载。
先删除package-lock.json和node_modules
rm package-lock.json
rm -rf node_modules
github上阿里云IoT官方版本：
https://github.com/aliyun/alibabacloud-iot-device-sdk
下载：pi@raspberrypi:~/PiAliNode $ git clone https://github.com/aliyun/alibabacloud-iot-device-sdk.git
查看：
- node程序引用SDK
使用SDK提供的API需要在js代码中加入对SDK的依赖，如下所示：
const iot = require('alibabacloud-iot-device-sdk');
3.2 Nodejs设备快速接入阿里云IoT平台
官方例子：alibabacloud-iot-device-sdk/examples/quickstart/
进入快速启动目录：cd alibabacloud-iot-device-sdk/examples/quickstart
- 修改device_id_password.json
把注册的设备三元组信息填写进去，设备三元组信息见参考文档《阿里云物联网平台基本设置》 。
我用nano device_id_password.json命令修改。
- 命令行执行 sh ./start.sh安装SDK
提示npm有新版本，当前版本是6.12.1，可以运行npm install -g npm来更新npm，新版本是6.13.4。嫌麻烦，我们就先不更新了。
start.sh内容：
- set -e
你写的每个脚本都应该在文件开头加上set -e,这句语句告诉bash如果任何语句的执行结果不是true则应该退出。
- [ -d FILE ] 如果 FILE 存在且是一个目录则为真
if [ ! -d ./node_modules ]; then
printf "Installing alibabacloud Iot Device SDK...\n"
npm install
fi
如果./node_modules目录不存在，就用npm install安装。安装完之后：
安装SDK之后就node就可以用
const iot = require('alibabacloud-iot-device-sdk');
引用SDK了。
- 运行node index.js
thing type: Device 物类型：设备
Connect successfully! 连接成功！
类型错误：TypeError: device.serve is not a function
什么情况？
去看官网https://github.com/aliyun/alibabacloud-iot-device-sdk上的说明：设备的serve方法改成onService啦。查看index.js源代码：
将serve改成onService：
pi@raspberrypi:~/PiAliNode/alibabacloud-iot-device-sdk/examples/quickstart $ nano index.js
改好后再运行node index.js
代码运行正常，每5秒钟发送一条属性信息到阿里云。但是，发送的属性参数是：
{
Status: 1,
Data: 'Hello, world!'
}
和我们自己的定义不同，下面要按照我们自己的定义发送数据。
4. 发送温度数据到阿里云
4.1 物模型使用
看看https://github.com/aliyun/alibabacloud-iot-device-sdk或者目录：PiAliNode/alibabacloud-iot-device-sdk目录下的 README.md。
LinkPlatform 封装了物模型定义与 Alink 异步协议，SDK 封装使得设备与云端通信时不需要关心 MQTT topic，只需要调用属性上报（iot.device#postProps()）、服务监听（iot.device#onService()）、事件上报（iot.device#postEvent()）等相关 API。
- 设备属性上报
device.on('connect', () => {
device.postProps({
LightSwitch: 0
}, (res) => {
console.log(`postProps:`,res);
});
});
调用 device.postProps() 等同于执行以下代码：
// 发布属性上报 topic
device.publish('/sys/
{
id: msgId,
version: '1.0',
params: {
'LightSwitch': 25,
},
method: 'thing.event.property.post'
}
}));
// 监听属性上报响应 topic
device.subscribe('/sys/
device.on('message', function(topic, message){
const res = message.toString(); // 将buffer转换成字符串
if (res.id === msgId) {
// 在这里处理服务端响应
console.log(res.data);
}
});
- 监听云端下发的服务调用消息
// 监听云端设置属性�wakeup_async服务消息
device.onService('wakeup_async', function (res,reply) {
// 处理服务参数
console.log('wakeup_async',res);
// 返回云端异步服务处理消息
reply({
"code": 200,
"data": {out:1}
});
});
其他更多功能，请查api列表，值得注意的是，更多示例，见源码example文件夹
- device继承自mqtt.js的EventEmitter，可以使用其全部方法
- gateway可以使用device的全部api
- subDevice也可以使用device的全部api
4.2 修改代码发送温度数据到阿里云
- 在index.js中找到：
const params = {
Status: 1,
Data: 'Hello, world!'
};
改成：
const params = {
RoomTemp: Math.floor((Math.random() * 20) + 10)
};
我们在阿里云为属性定义的DeviceName是RoomTemp，取一个随机数作为温度值发送给属性RoomTemp。
如果有多个属性，用逗号隔开。
- 运行node index.js
每隔5秒发送一次温度数据。发送5个数据，去阿里云物联网平台看看。
查看设备的运行状态：
查看数据图表：
查看数据表格：
5. node.js读DS18B20数据发送到阿里云
查看参考文档：“树莓派 Zero W+温度传感器DS18B20”。
5.1 启用1-wire interface
1-wire interface是树莓派自带的DS18B20驱动，使用前先启用。
输入命令：sudo raspi-config
选择interfacing options，将1-wire设为enable。
重启树莓派：pi@raspberrypi:~ $ sudo reboot
5.2 查看DS18B20设备
cd /sys/bus/w1/devices/
ls
28-000004d627c6就是温度传感器DS18B20设备，这是传感器的序列号，每个传感器都不一样。
5.3 查看当前温度
依次在终端输入以下命令：
cd 28-000004d627c6
cat w1_slave
第一行最后为CRC校验“YES”表示校验正确，为“NO”则代表校验出错，或读不到温度值。
第二行的t=27000就是当前的温度值，要換算成攝氏度，除以1000，即当前温度为27000/1000=27攝氏度。
5.4 node.js读DS18B20温度传感器数据，并发送
- 修改代码
pi@raspberrypi:~/PiAliNode/alibabacloud-iot-device-sdk/examples/quickstart $ nano index.js
在最前面加：
const fs = require('fs');
修改setInterval函数如下：
setInterval(() => {
var data = fs.readFileSync('/sys/bus/w1/devices/28-000004d627c6/w1_slave', $
var i = data.indexOf('t=');
var temp = data.substring(i+2, data.length)/1000;
const params = {
RoomTemp: temp
};
console.log(`Post properties: ${JSON.stringify(params)}`);
device.postProps(params);
}, 5000);
- 运行node index.js
去阿里云物联网平台查看设备的运行状态：
查看数据图表：
查看数据表格：
5.5 属性上报响应
- 修改index.js代码
pi@raspberrypi:~/PiAliNode/alibabacloud-iot-device-sdk/examples/quickstart $ nano index.js
修改device.postProps()函数：
device.postProps(
params,
(res) => {
console.log(`postProps:`,res);
});
- 运行node index.js
可以看到上报属性的响应，以确认服务端收到了上报数据。
关于物模型的使用，官方文档https://github.com/aliyun/alibabacloud-iot-device-sdk#postEvent有这样的说明：
LinkPlatform 封装了物模型定义与 Alink 异步协议，SDK 封装使得设备与云端通信时不需要关心 MQTT topic，只需要调用属性上报（iot.device#postProps()）、服务监听（iot.device#onService()）、事件上报（iot.device#postEvent()）等相关 API。
设备属性上报
device.on('connect', () => {
device.postProps({
LightSwitch: 0
}, (res) => {
console.log(`postProps:`,res);
});
});
调用 device.postProps() 等同于执行以下代码：
// 发布属性上报 topic
device.publish('/sys/
{
id: msgId,
version: '1.0',
params: {
'LightSwitch': 25,
},
method: 'thing.event.property.post'
}
}));
// 监听属性上报响应 topic
device.subscribe('/sys/
device.on('message', function(topic, message){
const res = message.toString();
if (res.id === msgId) {
// 在这里处理服务端响应
console.log(res.data);
}
});
Index.js完整代码
const fs = require('fs');
const iot = require('alibabacloud-iot-device-sdk'); //加载sdk
const deviceConfig = require('./device_id_password.json');
const device = iot.device(deviceConfig); //创建设备实例
device.on('connect', () => {
console.log('Connect successfully!');
console.log('Post properties every 5 seconds...');
setInterval(() => {
var data = fs.readFileSync('/sys/bus/w1/devices/28-000004d627c6/w1_slave', $
var i = data.indexOf('t=');
var temp = data.substring(i+2, data.length)/1000;
const params = {
RoomTemp: temp
};
console.log(`Post properties: ${JSON.stringify(params)}`);
device.postProps(
params,
(res) => {
console.log(`postProps:`,res);
});
}, 5000);
// 监听云端服务消息
device.onService('property/set', (data) => {
console.log('Received a message: ', JSON.stringify(data));
});
});
device.on('error', err => {
console.error(err);
});
后面的内容见《树莓派连接阿里云物联网平台-服务(nodejs)》https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/103754860
参考文档：
- 阿里云物联网平台基本设置
https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/103559553 - 树莓派 Zero W+温度传感器DS18B20
https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/81051701 - 树莓派GPIO控制
https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/81051645