基于MQTT的智能家居系统实现

基于 MQTT 的智能家居系统实现

3.1 实训目的

1、通过中移物联网平台注册创建 MQTT 设备；

2、使用官方 MQTT 工具模拟智能家居系统实现；

3、利用平台的 MQTT 消息服务能力，实现智能家居系统设备的实时受控；理解设备之间数据传递和平台命令下发/上传数据的异同。

3.2 实训步骤

3.2.1 创建基于 MQTT 协议的产品

步骤 1 进入中移物联网首页的“开发者中心”

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步骤 2: 创建产品

选择“MQTT（旧版）“的 Tab 页，可以看到目前没有产品，则点击“添加产品”按钮，进行添加。

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在右侧滑出的页面中添加必要的产品信息：如本次实训任务中，产品名称输入“智能家居”，行业选择“智能家居”，类别选择“家用电器”->”厨房电器”->“电热饭盒”等信息。

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步骤 3：继续完善产品有关信息，最后点击确定，保存各项信息，稍等页面提示产品创建成功，可以创建设备了。

3.2.2 创建基于 MQTT 的主控设备

步骤 1: 在之前创建的产品中添加设备

当我们在上一步成功建立产品后点击“立即添加设备”，页面即进入设备列表管理页面。我们也可以点击左侧的“设备列表”菜单，同样进入该管理页面。
目前因为是新产品，当前设备数为 0，我们点击右侧的“添加设备”按钮：

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步骤 2: 配置主控设备的信息

在右侧滑出的添加设备页面中，设备名称输入“灯光主控点”，鉴权信息输入“publish”（全小写），其他保持默认。最后点击“添加”保存第一个设备的信息。

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3.2.3 创建基于 MQTT 的受控设备

步骤 1: 添加设备

点击添加设备按钮，添加一个新的设备，名称输入“客厅顶灯”、鉴权信息输入“light1”，点击“添加”完成第二个设备的创建。

步骤 2: 继续添加设备

继续点击添加设备按钮，添加另一个新的设备：设备名称输入“卧室落地灯”、鉴权信息输入“light2”，点击“添加”完成该设备的创建

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添加完成后回到设备列表页面，可以看到有 3 个设备记录，且他们的状态是“离线”

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3.2.4 下载并使用官方提供的 MQTT 工具

步骤 1：通过文档中心找到官方工具，展开“设备开发指南”项，选择“测试工具”功能。

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步骤 2：下载 MQTT 工具选择 MQTT 工具“点击下载”。下载后解压其中的 simulate-device.exe 文件到本地磁盘目录，双击运行该文件，能正常运行。完成即可进入下一步。

3.2.5 使用官方 MQTT 工具模拟设备接入

步骤 1: 记录 OneNET 平台中已经注册的产品及创建好的设备 ID

提示：该步目的用于填入到工具中，使得发起的 MQTT 连接里可以携带正确的信息，使其请求能被
OneNET 平台正确认证，作为一个设备顺利接入。

步骤 2：我们在这里回顾下如何查看产品的 ID

查看产品信息本次实训任务里，查看到的产品信息应该类似如下，注意红框部分即是所需的产品 ID：

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步骤3 ：接入主控设备“灯光主控点”如下图所示界面，注意红色箭头所指的三个关键输入：

• DeviceID，即之前步骤查看的 “灯光主控点”的设备 ID；

• ProductID，即之前步骤查看的 MQTT 产品的 ID；

• AuthInfo，即之前步骤中“灯光主控点”在创建时填入的鉴权信息

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（2）填入所需信息，检查无误后，点击“Connect”按钮，连接到 OneNET 平台。

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（3）进入 OneNET 平台设备管理页面中。查看平台侧对于设备状态的刷新情况。可以看到，“灯光主控点”设备已上线。

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步骤 4：接入受控设备“客厅顶灯”

（1）保持前一个 MQTT 工具窗口不关闭，另外新打开 窗口，同样在红色箭
头所指的三个关键输入框中填入“客厅顶灯”设备的各项信息：
提示：对于“客厅顶灯”，当时输入的鉴权信息是：light1。如果大家按照之前步骤也是这样填入的话。

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2）检查无误后，点击“Connect”按钮，连接到 OneNET 平台。查看平台侧对于设备状态的刷新情况。可以看到 “客厅顶灯”设备已上线。

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（3）依次点击所有 MQTT 工具窗口中的 “Disconnect”按钮，断开工具的 MQTT 连接，刷新设备列表页面，查看显示的设备状态信息：可以看到其状态都变为离线。

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3.2.6 为所有受控设备设置订阅

步骤 1： 对“客厅顶灯”设备设置一个“订阅”

（1）在 “客厅顶灯”设备所代表的 MQTT 工具窗口中部“订阅”tab 页里，填写一个订阅主题
（2）点击“订阅“按钮，告知 OneNET 平台该设备对“power”主题的相关数据感兴趣，有这方面的数据均要告知本设备。

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步骤 1： 在“灯光主控点”设备中发布一个数据消息，主题为“power”

（1）在 “灯光主控点”设备所在 MQTT 工具窗口中部“发布”tab 页里，发布一个主题，本次实训任务填写内容为“power“，在内容部分里可以填“Hello everyone， 关灯！”
（2）点击“Submit“按钮，发布一条“power”相关主题的数据到 OneNET 平台。

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步骤 2： 分别在不同的受控设备上查看收到的平台推送消息

（1）在 “客厅顶灯”设备所在 MQTT 工具窗口中部“收到的 Topic”tab 页里，查看来自 OneNET
平台推送的信息，可以看到有一条推送，且内容正是“Hello everyone， 关灯！”

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步骤 3： 继续在“灯光主控点”设备上发布主题为 power 的不同内容的消息。查看在不同的受控设备上收到的平台推送消息，注意观察其推送时间。

3.3 拓展实训部分

3.3.1 OneNET 平台直接下发命令给接入的设备

步骤 1： OneNET 平台直接下发命令给接入的设备

（1）在 OneNET 平台上设备列表页面，对“客厅顶灯”设备记录所在的条目，点击右侧“更多操作”，在浮动窗口里点“下发命令”功能

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（2）在打开的页面中可以看到，当前下发命令数量为 0 个，点击右侧的“下发命令”按钮。
（3）在右侧滑出的窗口中选择字符串格式，输入数据“跟我一起做 ABC”，点击下方的“发送”按钮。
（4）在命令列表页面可以看到下发命令数为 1，且状态为已发往设备

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步骤 2：查看对应设备接受命令情况

在“客厅顶灯”设备所在 MQTT 工具窗口中部“[OneNET]平台指令接收”tab 页里，查看来自 OneNET平台下发的指令，可以看到有一条指令，且内容正是“跟我一起做 ABC”。

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3.3.2 接入的设备上报数据到 OneNET 平台

步骤 1： 接入的设备上报数据到 OneNET 平台

（1）在 “客厅顶灯”设备所在 MQTT 工具中部“[OneNET]上传数据点”tab 页里，选择“数据类
型”下拉列表框：数据类型 7：分号间隔的 Float 数据（带时间戳）

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（2）在下方切换的窗口里输入数据流 ID：1，数据：26.6;30.4;33.5;38.6;36.5;30.2;20.1;18.8。注意各个数据之间用英文分号“;”隔开，点击“上传数据”。
提示：这里的各个浮点数据是模拟灯光强度等物理量，这里的数据并不要求必须真实，跟实训任务的场景一致，也可以是一天之内的客厅温度数据等等，以分号间隔即可。

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步骤 2：在 OneNET 平台上查看设备上报数据

在 OneNET 平台上设备列表页面，对“客厅顶灯”设备记录所在条目，点击右侧“数据流”，查看收到的数据流，可以看到数据 ID 为 1 的数据集。

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点击该数据集，可以看到之前上传的数据展开成为一个折线图。

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实训任务2 中移和物开发环境搭建

3.2、实训步骤

1.创建中移和物的智能家居产品

1.进入中移和物的平台

通过onenect平台“全部产品”，可选择进入中移和物平台

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2.创建产品

进入首页点击加速智能进入产品管理

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然后进行创建产品

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选择产品类别选择其他

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输入产品名称，然后根据下图进行创建

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3.2.定义智能家居系统具备的功能

1.产品功能定义

先进行产品功能定义， 在自定义功能处进行添加（选择自由配置）

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1.定义“温度”数据上报能力

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2.继续添加“湿度”数据上报能力

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3.添加“触控开关”数据上报能力

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4.添加“彩虹灯色彩”控制能力

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5.添加“彩虹灯亮度”控制能力

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6.添加“智能窗帘”控制能力

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7.添加“洗衣机”控制能力

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8.添加“空调”控制能力

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2.检查信息

全部添加完成后会呈现这种状态，记得进行对比检查数据是否相同。

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3.APP界面设计

1.编辑app模板

点击此处进行APP界面设计

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点进去以后点击编辑模板

模块大小设置为“中模块”，图标可按照下图或自行选择设计

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点击保存以后返回APP配置界面

2.和物APP

在刚才的编辑模板界面中可以扫码下载和物APP。

安装以后可扫码查看APP的界面效果

4.接入设备

1.设备分配入网ID

打开user.c自行设置或默认一个唯一的设备号

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2.按功能序号及字段名称配置设备的数据上报和下发点，与平台一致

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3.设备配网及接入

1.通过和物平台进行配网点击设备接入测试，然后点击真实设备调试

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此处点击添加设备，跳转出二维码后，手机进行扫描配置

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手机端联网

2.真实设备进入配网模式

长按外设板上的普通按键2，约3秒钟后，蓝灯闪烁，设备自动进入配网模式，可以进行配网。

3.手机端发送WiFi配置给设备

和物APP 点击开始连接设备即可配网

配网成功界面如下图：

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4.设置重启按新的WiFi网络接入平台

给设备重新上电，等待约5秒后，可以看到外设板普通LED灯3、灯4(均为蓝色）都已经点亮，表示设备板已经接入到和物平台。

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6.智能家居系统中APP的使用
1.和物APP打开设备

在和物app设备列表页可可以看到新增了一个“智能家居系统”的设备，它不再是虚拟的，而是已映射到真实设备，我们点击该设备，进入到具体信息展示和控制页面

2.变更彩虹灯的颜色

点击APP界面彩虹灯色彩模块，选择绿色按钮，观察设备的状态变化。

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总结

• 对MQTT协议有了详细认识。
• 对中移何物开发板的使用，和配网等操作有了一定的了解，能够独立完成实验，