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三、基于阿里云的远程点灯实验
上面我们用树莓派4控制了硬件（Arduino），接下来我们用阿里云来控制我们的设备。主要分为三个步骤：
（一）阿里云IOT注册与产品创建
在将设备连接到阿里云之前，我们需要登录阿里云IOT的网站首页创建一个账号，然后开通并启用物联网平台，然后进入如下操作：
1.创建产品
产品是物联网产品的基本单元，每个产品下面会有一个或多个一模一样的设备，所以产品是我们描述一个设备功能的一个模板。点击设备管理中的产品进入产品页面创建产品，简单起见选择自定义品类，直连设备 ，连网方式根据实际情况选择，数据格式选择Alink JSON ， 认证方式选择设备密钥，点击保存即可完成创建。
2.添加功能
在产品页面中，我们定义一个物模型，然后添加一个自定义功能，本例中就是开关，数据类型是bool型，通过0和1来实现灯的关和开，如下图所示。通过发布，我们就在阿里云IOT上有了一个带开关属性的产品。
3.添加设备
完成产品后，我们就需要从平台申请设备了，只有申请了设备，才能获得平台的登录资格，也才能将我们的真实物理设备与平台的云端虚拟设备对应绑定起来。点击菜单设备管理 ，设备，在下拉菜单里选择我们之前新建的产品，然后点击添加设备，即可创建一个设备。创建完成之后，设备详情页中我们已经可以看到设备连接云端的密钥了，一共三个，一个产品ID 一个设备ID，和密钥，密钥是隐藏的，点击查看即可显示，此参数注意保密不要泄露。密钥我们会在设备上用到，需要先保存下来。
（二）设备连接阿里云
1.安装依赖库
阿里云使用的是mqtt协议，因此在连接阿里云之前我们可以通过如下代码安装mqtt库：
python3 -m pip install paho-mqtt
2.修改程序
首先到https://www.yuque.com/miniqiang/swxcv8/xwgp5w#b5676800下载程序源码压缩包，其中所包含的程序和介绍如下图所示：
- aliLink.py ：阿里云登录相关协议支持
- mqttd.py ：mqtt服务
- rpi.py ：获取系统数据与控制led函数
- run.py ：主函数
按照如下图所示修改其中的三元素和topic并保存，这样我们的设备就能够有权限登录阿里云IOT了。
3.运行程序
我们需要使用shell来启动程序，所以我们需要在shell下将工作目录移动到code目录下，然后运行主程序。随后，设备就会与阿里云正常通讯，每隔10秒上报一次自己的数据，并且会自动响应云端控制指令
4.云端调试
我们前往IOT后台，在控制台页面选择产品服务 ， 搜索关键字IOT，点击物联网平台链接确认我们的设备已经在线了，并且可以看到最后在线时间。点击查看连接进入详情页，运行状态下就可以看到上报的数据了。打开实时刷新功能，就看到我们的设备上报数据了，各种系统数据一目了然，并且会自动刷新，我们亦可通过在线调试选项卡向设备下发指令进行控制调试。
（三）IOT Studio WEB可视化
通过注册阿里云和设备连接阿里云两个步骤，我们可以通过阿里云给树莓派4发送消息，在树莓派接收到消息后再通过USB给Arduino发送指令，控制Led灯的开关，就实现了基于阿里云的远程点灯试验。但是，毕竟不是可视化的应用，用起来还是有些麻烦，因此我们可以使用阿里云的IOT Studio WEB可视化开发来开发一个可视化的工具。
首先我们选择IoT Studio的开发服务，选择新建项目，创建好项目后，快速关联上之前的产品和设备，让IoT Studio 能够访问到我们的设备数据源；然后，选择WEB可视化开发菜单，进入web可视化开发页面，创建一个web可视化应用，点击组件，选择开关，选择开关组件对应的设备以及对应设备的属性即可。通过以上，我们便得到了一个如下图所示的非常简单的web应用，可以通过该应用来控制我们Arduino设备上Led灯的开关。
四、由简单到复杂，走进物联网开发
上文我们基于物联网开发的点灯实验，由浅到深的介绍了物联网开发的基本套路。基于上文的实验，如果我们在树莓派4上连接继电器，通过继电器连接其他更加复杂的设备（需要注意的是一般需要外接电源，单独接树莓派4的话会供电不足，造成设备无法使用），就可以逐步实现功能更加复杂的物联网应用。通过阿里云控制远程物联网设备的命令执行顺序大致如下：
（1）我们通过阿里云发布指令；
（2）阿里云下传指令到树莓派4；
（3）树莓派4通过USB线传输指令到继电器；
（4）通过继电器上电路的开关来控制继电器上连接的设备。
在以上实验的基础上，我们可以进行更复杂的案例，比如基于IOT的自助汽车充气吸尘装站、全自动自助洗车房、无人售货柜等等，也许大家会觉得很复杂，但是要只要深刻理解了“点灯实验”的原理，那么无论再复杂的应用，都可以被分解为无数个点灯实验！行动起来吧！
关键词：树莓派4、物联网开发、IOT开发、Arduino、阿里云
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