教程四：使用物联网平台控制硬件端

2023-11-05

《物美智能》系列文章目录

前言

上一章已经简单介绍了Arduino和Esp8266开发板的基本使用方法，本篇将由浅入深，为大家介绍如何使用物美智能平台去控制硬件端

注：官方代码文档与平台可查看下面gitee链接
https://gitee.com/kerwincui/wumei-smart.git

硬件端代码地址

https://gitee.com/kerwincui/wumei-smart/tree/master/sdk/arduino/Arduino-ESP8266

一、设备接入分两个步骤，设备认证和设备交互

1.设备认证

加密认证(推荐)
简单认证
EMQX支持的其他认证方式

2.设备交互

发布物模型、设备信息、时钟同步相关Mqtt主题
订阅物模型、设备升级、时钟同步相关Mqtt主题

在这里插入图片描述

二、代码烧录

1.将第一步拉取的sdk代码从Arduino中打开
在这里插入图片描述
2.修改Helper.cpp文件配置自己的wifi密码，在服务端新建产品后，产品详情中获取产品编号、Mqtt账号、Mqtt密码和产品秘钥，配置到下面的代码中去。
3.编译、烧录。成功后查看wifi是否正常连接。打开串口调试信息，查看开发板是否正常相应
4.补充代码
在我们连接好开发板，并且串口信息正常打印数据时，我们会发现虽然我们点击了服务端按钮，但是开发板并没有做出相应动作，这是因为sdk代码中，获取到相应操作后，只打印了信息，并没有做出相应动作，如下：
在这里插入图片描述
如果想要开发板做出相应响应信息，可在每个条件下补充相应的代码。

三、设备认证

1. 加密认证

系统推荐使用的认证方式，支持设备禁用功能。产品详情中获取产品编号、Mqtt账号、Mqtt密码和产品秘钥，密码通过产品秘钥进行AES加密，传递到后端。后端通过产品秘钥解密进行认证。连接Mqtt消息服务器需要提供唯一的客户端ID、用户名和密码，具体格式如下：

# 客户端ID
clientId = deviceNumber & productId 

# 用户名
userName = wumei-smart

# 密码
password = mqtt密码 & userId & 过期时间

客户端ID等于设备编号 + 产品编号，用 & 符号连接，中间无空格；
用户名直接输入Mqtt账号
密码等于Mqtt密码 + 用户ID + 密码过期时间，然后进行AES加密。用户ID就是登陆用户的ID，Admin账号是1。为了安全，密码过期时间应该在24小时以内，采用时间戳格式，精确到毫秒。

账号配置信息示例：

clientId = "D6329VL54419L1Y0&2"
userName = "wumei-smart"
password = "/W2A/4MK+9cEGBhyBDgr2K5c62DAjAK4m0b5pvwxX6FFMzI3h1pUmaDY3BH1P2mI"

2、获取当前时间

获取当前时间，可以调用系统的NTP时间接口，接口请求时发送设备当前运行毫秒数，返回设备发送时间、服务端接收时间、服务端发送时间。然后获取设备当前运行毫秒数，作为设备接收间。最后用公式计算出设备当前的时间，时间必须以毫米为单位。

# deviceSendTime值为设备当前运行的毫秒数
http://localhost:8080/iot/tool/ntp?deviceSendTime=35768

# 计算时间
设备当前时间 = (服务端接收时间 + 服务端发送时间 + 设备接收时间 - 设备发送时间) / 2

3、 AES加密说明

采用AES的CBC加密模式，偏移量固定为 wumei-smart-open 16位，输出为Base64。

加密模式：  CBC
填    充：  pkcs5padding
数 据 块：  128位
偏 移 量：  wumei-smart-open
输    出：  base64

密    码：  对应系统的产品秘钥
加密内容：  mqtt密码 & userId & expireTime

四、设备交互

{productId} 代表产品ID， {deviceNum} 代表设备编号。通过web端获取产品ID和设备编号，如果使用自动添加设备，设备编号可以自定义或者使用设备MAC地址，设备认证成功后会在后端自动添加一个对应的设备实体。
1.订阅主题
在这里插入图片描述
2.发布主题

3.数据格式（设备和系统交互使用JSON格式）

发布设备信息，对应主题：/info/post

# 描述：设备上电后发布设备信息
# rssi             设备强度（信号极好[-55— 0]，信号好[-70— -55]，信号一般[-85— -70]，信号差[-100— -85]）
# status           设备状态，固定为3，表示在线
# userId           用户的ID
# firmwareVersion  固件版本
{
     "rssi": -20,
     "firmwareVersion": 1.10,
     "status": 3,
     "userId": 1
}

订阅OTA升级，对应主题：/ota/get

# 描述：订阅到设备升级消息后，根据版本号，Http请求下载固件并升级

{
    "version": 1.1
}

订阅实时监测，对应主题：/monitor/get

# 描述：订阅到实时监测消息，根据数量和间隔发布实时监测数据
# count      数量
# interval   间隔，毫秒为单位

{
    "count": 60,
    "interval": 1000
}

发布实时监测，对应主题：/monitor/post

# 描述：根据订阅到的实时监测消息，发布指定数量和间隔的监测数据
# id       标识符，实时监测是物模型中的属性，产品详情中查看标识符，对应id值
# value    设备采集的值，只能是整数或者小数
# remark   备注可选，可为空或者使用设备当前时间

[{
    "id": "temperature",
    "value": "27.43",
    "remark": ""
}, {
    "id": "humidity",
    "value": "32.18",
    "remark": ""
}]

发布时钟同步，对应主题：/ntp/post

# 描述：可选，发布时钟同步消息，服务端订阅到后下发时钟同步消息
# deviceSendTime 设备发送时间

{
    "deviceSendTime": "1592361428000"
}

订阅时钟同步，对应主题：/ntp/get

# 描述：可选，订阅到时钟同步消息，计算当前时间 = (服务端接收时间 + 服务端发送时间 + 设备接收时间 - 设备发送时间) / 2
# deviceSendTime  设备发送时间
# serverRecvTime  服务端接收时间
# serverSendTime  服务端发送时间

{
    "deviceSendTime": "1592361428000",
    "serverSendTime": "1592366463548",
    "serverRecvTime": "1592366463548"
}

发布属性/功能/事件，对应主题：/property/post 、 /function/post 、 /event/post

# 描述：属性、功能、事件都属于物模型，Json定义是一样的。`value` 的值如果是布尔类型，值为"0"或者"1"，代表打开/关闭；枚举类型对应枚举项的键值(例如 "1"，代表中速档位)；数组类型是以英文逗号分隔的字符串。
# id      标识符，产品详情中查看物模型，对应物模型的标识符
# value   对应值，查看物模型中定义
# remark  可选，备注信息，可在设备日志信息中查看到

[{
    "id": "gear",
    "value": "1",
    "remark": "备注信息"
} {
    "id": "switch",
    "value": "0",
    "remark": "备注信息"
}]

订阅属性/功能，对应主题：/property/get 、 /function/get 、property-online/get 、 /function-online/get

# 描述：属性、功能、事件都属于物模型，Json定义是一样的,订阅的消息没有 `remark` 备注信息。属性和功能的在线模式和普通模式，用于区分不同种类消息，但是设备的处理都是一样的。例如都订阅到消息打开开关，设备的处理都是把开关打开。   
# id     标识符，产品详情中查看物模型，对应物模型的标识符
# value  对应值，查看物模型中定义，同上

[{
    "id": "gear",
    "value": "1"
} {
    "id": "switch",
    "value": "0"
}]

（想要了解更多可查看物美智能官网：http://wumei.live/）

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