NodeMCU接入阿里云物联网平台demo

本文介绍了使用NodeMCU接入阿里云物联网平台的步骤,包括环境预备、登入平台、创建产品和设备、编写NodeMCU代码、修改相关文件等,还说明了测试方法,可通过Arduino IDE串口监控和阿里云IOT平台观察数据,后续计划利用平台开发服务生成APP。

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0. 环境与预备工作

Arduino IDE + NodeMCU + PIR模块 + Firefox

已经在Arduino IDE上配置好NodeMCU的开发环境。

把PIR模块的信号脚与NodeMCU的D7连接。

1、登入物联网平台登陆台

账号可以是TaoBao。

2、创建产品

3、为产品定义功能

这里的定义功能主要是产品参数。用于设备与网络平台上传递参数。这里默认了多种参数,而且有预置的参数类型

4、创建设备

阿里云物联网平台中,同一款产品可以有多个设备。在这里新建一个设备,名字是Light_1。

5、编写NodeMCU代码

NodeMCU_Aliyun_PirLight.ino

#include <ESP8266WiFi.h>
/* 依赖 PubSubClient 2.4.0 */
#include <PubSubClient.h>
/* 依赖 ArduinoJson 5.13.4 */
#include <ArduinoJson.h>

#define SENSOR_PIN    13

/* 修改1 ------------------------------------------ */
/* 连接您的WIFI SSID和密码 */
#define WIFI_SSID         "Nokia7"
#define WIFI_PASSWD       "testroom8"
/* 修改1 end--------------------------------------- */

/* 修改2 ------------------------------------------ */
/* 设备证书信息*/
#define PRODUCT_KEY       "a1LlrbbOE7d"
#define DEVICE_NAME       "Light_1"
#define DEVICE_SECRET     "123456"
#define REGION_ID         "cn-shanghai"
/* 修改2 end--------------------------------------- */

/* 线上环境域名和端口号,不需要改 */
#define MQTT_SERVER       PRODUCT_KEY ".iot-as-mqtt." REGION_ID ".aliyuncs.com"
#define MQTT_PORT         1883
#define MQTT_USRNAME      DEVICE_NAME "&" PRODUCT_KEY

/* 修改3 ------------------------------------------ */
#define CLIENT_ID    "esp8266|securemode=3,signmethod=hmacsha1,timestamp=1234567890|"
// 请使用以上说明中的加密工具或参见MQTT-TCP连接通信文档加密生成password。
// 加密明文是参数和对应的值(clientIdesp8266deviceName${deviceName}productKey${productKey}timestamp1234567890)按字典顺序拼接
// 密钥是设备的DeviceSecret
#define MQTT_PASSWD       "888DB29EED6A21E077AFDE6B25887D5FF592CE08"
/* 修改3 end--------------------------------------- */

#define ALINK_BODY_FORMAT         "{\"id\":\"123\",\"version\":\"1.0\",\"method\":\"thing.event.property.post\",\"params\":%s}"
#define ALINK_TOPIC_PROP_POST     "/sys/" PRODUCT_KEY "/" DEVICE_NAME "/thing/event/property/post"

unsigned long lastMs = 0;
WiFiClient espClient;
PubSubClient  client(espClient);


void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length)
{
    Serial.print("Message arrived [");
    Serial.print(topic);
    Serial.print("] ");
    payload[length] = '\0';
    Serial.println((char *)payload);

}


void wifiInit()
{
    WiFi.mode(WIFI_STA);
    WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWD);
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
    {
        delay(1000);
        Serial.println("WiFi not Connect");
    }

    Serial.println("Connected to AP");
    Serial.println("IP address: ");
    Serial.println(WiFi.localIP());

    
Serial.print("espClient [");


    client.setServer(MQTT_SERVER, MQTT_PORT);   /* 连接WiFi之后,连接MQTT服务器 */
    client.setCallback(callback);
}


void mqttCheckConnect()
{
    while (!client.connected())
    {
        Serial.println("Connecting to MQTT Server ...");
        if (client.connect(CLIENT_ID, MQTT_USRNAME, MQTT_PASSWD))

        {

            Serial.println("MQTT Connected!");

        }
        else
        {
            Serial.print("MQTT Connect err:");
            Serial.println(client.state());
            delay(5000);
        }
    }
}


void mqttIntervalPost()
{
    char param[32];
    char jsonBuf[128];

/* 修改4 ------------------------------------------ */
    sprintf(param, "{\"AlarmState\":%d}", digitalRead(13));
/* 修改4 end--------------------------------------- */

    sprintf(jsonBuf, ALINK_BODY_FORMAT, param);
    Serial.println(jsonBuf);
    boolean d = client.publish(ALINK_TOPIC_PROP_POST, jsonBuf);
    Serial.print("publish:0 失败;1成功");
    Serial.println(d);
}


void setup() 
{

    pinMode(SENSOR_PIN,  INPUT);
    /* initialize serial for debugging */
    Serial.begin(115200);
    Serial.println("Demo Start");

    wifiInit();
}


// the loop function runs over and over again forever
void loop()
{
    if (millis() - lastMs >= 5000)
    {
        lastMs = millis();
        mqttCheckConnect(); 

        /* 上报消息心跳周期 */
        mqttIntervalPost();
    }

    client.loop();
    if (digitalRead(SENSOR_PIN) == HIGH){
    Serial.println("Motion detected!");
    delay(2000);
      }
    else {
    Serial.println("Motion absent!");
    delay(2000);
  }

}

5.1 修改1

第一处修改是WIFI的SSID和密码。

5.2 修改2

第二处修改是设备证书信息。

5.3 修改3

第三处修改是MQTT的ID以及密码。

MQTT_PASSWD密码需要自行生成,这链接可以下载这个密码生成小工具。

https://files.alicdn.com/tpsservice/471c155376d6a88a29c9ad66784e94f0.zip?spm=a2c4g.11186623.2.17.61f6619bQ80OV1&file=471c155376d6a88a29c9ad66784e94f0.zip

这软件解压后,用浏览器打开sign.html。输入相关信息,可生成MQTT_PASSWD。

 

 

6、修改PubSubClient.h文件(不修改无法连接Mqtt服务器)

我电脑中的路径是:D:\arduino-1.8.9\portable\sketchbook\libraries\PubSubClient\src\PubSubClient.h

22 -26行修改为:

// MQTT_MAX_PACKET_SIZE : Maximum packet size
#define MQTT_MAX_PACKET_SIZE 1024

// MQTT_KEEPALIVE : keepAlive interval in Seconds
#define MQTT_KEEPALIVE 60

 

7、测试

7.1 编译下载,Arduino IDE自带的串口监控,可以看到NodeMCU调试信息。

7.2 阿里云IOT平台

可以通过设备->运行状态,观察实时数据。

也可以在监控运维 -> 在线调试。观察NodeMCU的上传信息。

在线调试中,也可以通过左边的界面,往NodeMCU发送信息。

 

小结:本文介绍了使用NodeMCU接入阿里云物联网平台的一般步骤。可以看到平台的界面是比较友好的,但是阿里云的物联网平台在接入平台时需要设备提供ID和密码。本项目进一步的工作是利用阿里云物联网平台的开发服务生成APP。本文比参考资料[1]的不同点是我个人关注的地方增加了图片以及描述。

 

参考:1、NodeMCU(ESP8266)接入物联网平台

物联网(Internet of Things,缩写IoT)起源于传媒领域,是信息科技产业的第三次革命。它通过信息传感设备,按约定的协议,将任何物体与网络相连接,物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。 物联网的应用非常广泛,包括智慧医疗、智能电网、环境保护、智慧建筑、智能家居、智慧农业等领域。在智慧医疗领域,物联网技术使得医疗智能穿戴设备可以检测记录患者的心率、血压等,方便本人或者医生查看;在智能电网和环境保护领域,物联网技术被运用到水、电、太阳能、垃圾箱等设备中,提高资源利用率,降低资源损耗;在智能家居领域,物联网让家更舒适、安全、高效,比如扫地机器人等设备;在智慧农业领域,物联网技术可以实现数据的可视化分析、远程操作和灾害预警,帮助农民实现精确管理。 此外,物联网设备在公共卫生领域也有重要应用,如用于更准确地跟踪感染的传播并防止类似的大流行再次发生。在零售领域,物联网设备可以帮助零售商店更好地管理库存、进行广告和营销以及防盗。然而,随着物联网设备的普及,其网络安全问题也日益突出,需要采取相应的措施来保障物联网的安全。 根据中央网信办等三部门印发的《深入推进IPv6规模部署和应用2024年工作安排》,到2024年末,IPv6活跃用户数将达到8亿,物联网IPv6连接数将达到6.5亿。这表明物联网的发展正在加速,其对社会和生活的影响将越来越深远。 总之,物联网是一种通过信息传感设备实现物物相息的网络,其应用广泛,发展前景广阔,但也面临着网络安全等挑战。如需了解更多有关物联网的最新技术和应用,可以关注物联网行业资讯和新闻报道。
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