使用ESP8266（基于官方SDK）接入阿里云物联网平台

引言

作为物联网开发者，ESP8266应该一点都不陌生了。只需十几块钱淘宝一个小开发板，就可以连上Wi-Fi接入互联网，尽情享受从手机端或Web端控制设备的乐趣。ESP8266接入Wi-Fi是没问题，但是用户端不能直接设计成与ESP8266通信，还是需要一个中心服务器作为用户端和设备端的代理。一种方案是自己搭建设计这么一个中心服务器，只是费时费力；另一种方案，就是直接使用大厂提供的物联网平台服务，使设计方案PaaS化。

上网搜寻物联网平台方案，百度、阿里、腾讯早就推出了自己的物联网平台了，同时也收集了一点其他公司的平台。之后我就对这三大平台以及一些常见的平台简单评估了一下。最后还是选择了阿里云物联网平台（以下简称阿里云IoT hub）深入了解。

那么，关于ESP8266和阿里云IoT hub，首先要告诉大家，乐鑫官方github上已经有了「ESP8266 对接阿里云」的repository了，github：https://github.com/espressif/esp8266-aliyun-demo

但是！当我下载下来并经过一阵焦头烂额的编译测试后，依旧没法成功编译！最最最关键的是，不支持安信可ESP8266 IDE，似乎是因为修改了顶层Makfile文件。

一气之下！我根据阿里云IoT hub提供的文档，首先使用Python脚本模拟设备对接阿里云IoT Hub，然后使用ESP8266尝试连接MQTT Broker，最后使用ESP8266基于官方SDK，自己弄了一个esp8266 app，接入了阿里云物联网平台。github：https://github.com/AngelLiang/esp8266_aliyun_mqtt_app

适合读者

本文适合有ESP8266开发经验的读者阅读，如果熟悉安信可ESP8266 IDE更佳。熟悉阿里云IoT hub和开发环境的读者可以直接跳到「四、下载aliyun_mqtt_app并导入」小节。

一、获取阿里云IoT设备认证三元组

本小节主要讲如何获取阿里云IoT hub设备认证三元组，熟悉的读者可以跳过了。

第一步：开通平台

首先，需要进入阿里云IoT hub控制台进行操作，如果没有开通直接开通即可，免费。控制台连接：https://www.aliyun.com/product/iot

第二步：创建产品

开通后我们首先需要创建产品，产品名称随便输入即可，其他默认。

第三步：创建设备

然后是创建设备，随便输入一个DeviceName即可。

第四步：获取认证三元组

最后就得到了设备认证三元组：ProductKey、DeviceName和DeviceSecret。

二、安信可ESP8266 IDE

下面是如何搭建安信可ESP8266 IDE环境的文档，熟悉的读者可以直接跳过了：

• 如何安装安信可一体化开发环境：http://wiki.ai-thinker.com/ai_ide_install
• 如何使用安信可 ESP 系列一体化开发环境：http://wiki.ai-thinker.com/ai_ide_use
• 如何为 ESP 系列模组烧录固件：http://wiki.ai-thinker.com/esp_download

三、ESP8266官方SDK

最后是如何下载ESP8266官方SDK，可以到乐鑫官网或github或者下载。熟悉的读者也可以直接跳过。本人开发所使用的SDK是目前最新的版本：ESP8266_NONOS_SDK-2.2.1 ，aliyun_mqtt_app理论上支持SDK 2.0+。
（2018-11-02更新：github已经更新到基于SDKv3.0.0版本，SDKv2.0和SDKv3.0不兼容，如果编译报错请参考这篇博客。）

下载官方SDK后，把driver_lib、examples和third_party三个文件夹压缩备份再删除，以免编译的时候出现干扰信息。

四、下载aliyun_mqtt_app并导入

下载aliyun_mqtt_app并拷贝aliyun_mqtt_app文件夹过去。

编辑app/include/user_config.h文件，修改下面信息：

#define PRODUCT_KEY     "PRODUCT_KEY"
#define DEVICE_NAME     "DEVICE_NAME"
#define DEVICE_SECRET   "DEVICE_SECRET"

#define WIFI_SSID       "WIFI_SSID"
#define WIFI_PASS       "WIFI_PASS"

五、接入成功

编译、烧写、重启ESP8266，观察串口打印的信息，感觉没有异常后在看看阿里云IoT Hub控制台，可以看到设备已经接入成功了！

然后到设备的topic列表，可以看到 update topic 消息数加1了，那是因为我在代码里面写了只要连接成功就发布一条「hello」消息。

然后尝试一下对get topic发布消息！

可以看到串口打印如下：

TCP: data received 45 bytes
Receive topic: /PRODUCT_KEY/esp8266_test/get, data: hello wolrd! 

此时说明「设备主动上报数据到平台」和「平台下发指令到设备」这两个功能均测试成功！

六、关于阿里云IoT hub

接入方式

根据文档，阿里云IoT hub至少支持三种设备接入方式：

1. MQTT方式，包括基于TCP的MQTT和基于WebSocket的MQTT
2. CoAP
3. HTTP

其中对于ESP8266来说，最方便的还是基于MQTT-TCP方式。当然，阿里云IoT hub除了支持单一设备接入方式，也支持网关设备的接入。

计费方面

目前开通平台是免费。收费方法是按消息数量收费，不过每月前100万条消息免费，对于我这种物联网爱好者随便玩玩足够了。

基础版和高级版

实际上，阿里云IoT hub分为两个版本：基础版和高级版。高级版在基础版所有功能的基础上，还多了一些实用功能，当然，高级版也是免费开通的，收费方面高级版则多了一个设备日活费用，0.01元/每日活设备/天，目前每个帐号有10个设备的免费额度。

高级版令我关注的有一点：设备的数据存储和查询功能。设备端只要根据阿里云IoT hub高级版的物模型和Alink协议上传数据，阿里云IoT hub就会存储相关数据，同时还可以通过云端API获取历史数据。

相关术语：

• 物模型：阿里云IoT hub对设备在云端的功能描述，包括设备的属性、服务和事件。
• Alink协议：阿里云定义的设备与云端之间的通信协议。

2019年4月1日更新：关于这个温湿度传感器程序太多人问了，这里特别说明一下。这个示例我在电脑上用Python（非MicroPython）写了MQTT客户端代码模拟设备，根据阿里云协议上传相关属性值就可以了。所以根本没有8266温湿度传感器程序！！！
没有8266温湿度传感器程序！！！
没有8266温湿度传感器程序！！！
不过这个回头有机会再更新吧，博主已经很久没有碰8266了。

那么有关阿里云IoT hub的介绍就到这里，下面是简单说下我写的aliyun_mqtt_app。

七、关于aliyun_mqtt_app

自然，我在引言已经提到弄出这么一个app工程的原因了。下面是对这个app简单介绍一下。

由于ESP8266官方SDK中已经有了MQTT示例工程，所以我是在此工程的基础上补充了一点自己的代码。其中最麻烦的是阿里云IoT hub设备认证问题，直接使用MQTT示例工程填写有关MQTT的配置信息也可以，只是mqtt password要先在PC端生成好才行，使用字符串拼接方式静态生成设备认证三元组似乎还做不了。那就干脆一点，让ESP8266能动态生成阿里云的mqtt password就可以了，也就是一个hmacmd5签名。

mqtt password生成的核心代码在 user/aliyun_mqtt.c/gen_mqtt_password() 函数里。

之后，就是加了点辅助功能，比如可以使用smartconfig配置Wi-Fi，这样就可以不用把Wi-Fi信息写死到代码了。同时，阿里云IoT hub大多是使用JSON格式传输数据，给app上cJSON解析的工作以后有空就考虑考虑（ESP8266使用cJSON解析器已经有了，在我的ESP8266工程示例集合仓库里）。

八、结语

自此，洋洋洒洒长篇大论有话没话写了那么多，本文简而言之就介绍了如何使用ESP8266接入阿里云IoT hub，至于能玩出什么花样就要靠开发者的想象力了。话说，某平台是不是应该给我点软文费呢~？

相关资料

• esp8266 aliyun mqtt app：https://github.com/AngelLiang/esp8266_aliyun_mqtt_app
• 阿里云物联网平台文档：https://help.aliyun.com/product/30520.html
• 阿里云IoT hub - MQTT-TCP连接通信：https://help.aliyun.com/document_detail/73742.html

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