本文通过钉钉机器人调用函数计算实现的serverless web服务，打通物联网平台，和树莓派实时通讯。实现了将原有传统的磁吸门禁，改造成可以由钉钉来控制开门的简单应用。
场景
由于本部门拥有独立封闭的空间，在大门口配置了磁吸玻璃门，因此规定在工作期间出入需要随手关门，以保证工作环境的私密性和安全性。但前台并没有小妹，这样对于来访客人就不是特别方便，往往需要电话通知接待者到大门口来接，要么接待者向管理员要来无线遥控器来开门（tuo ku zi fang pi)。这对于我这种重度懒惰病患者来说，简直是种折磨。So...
思路
是否可以由树莓派模拟按动无线门禁遥控器的按钮来开门？
经过对无线遥控器的暴力拆解，发现遥控器的开门按钮是由一个有4个引脚的贴片按钮构成。经过试验，只需把这2个接口短路，就相当于按下按钮的动作。因此可以在上面接驳一个继电器，由树莓派控制继电器来实现遥控器的按钮接通。图参考3.1节
目标: 将有经常需要接待的人(重度懒惰病患者)加入到公司某个内部钉钉群中，有来访者需要开门时，直接向群机器人发送"开门"，门禁就会打开。
实现方式： 在钉钉群加入一个自定义的outgoing机器人，向机器人发送指令后，远程HTTP POST调用函数计算服务，函数计算向物联网平台的Topic上送消息，而订阅此Topic的树莓派会在收到消息后打开继电器开关，让无线遥控器的按钮短路，发送无线信号让门禁开启。
成本估算
物联网平台：
使用基础版产品免费
函数计算：
调用次数：每月前 100 万次函数调用免费。
执行时间：每月前 400000(GB*秒) 费用免费。唯一可能产生费用的就是极少量的网络使用费
准备
物料准备
- 树莓派
- 一路继电器
- 门禁无线遥控器
- 母对母杜邦线3根
- 公对公杜邦线2根
阿里云环境准备
- 物联网平台
- 函数计算
- 日志服务（可选）
操作步骤
1 云端开发
1.1 物联网平台
登录阿里云控制台，进入物联网平台控制面板
1.1.1 新建产品
进入设备管理，创建产品，选择基础版或高级版都可以，本实例使用基础版就可以满足基本要求。
系统会自动创建3个Topic,我们需要使用 /ProductName/${deviceName}/get，作为设备订阅消息的Topic。
1.1.2 设备管理
在产品中新增设备，并获得设备的3元组，在2.3节的设备代码的编写时需要使用此3元组。设备三元组是设备的唯一标示
1.2 函数计算
函数计算可以通过flask web工程来实现serverless，我们可以直接使用url去访问和调用函数。好处在于，直接在函数计算里编写代码即可，而省去了购买ECS及搭建相应的运行环境，使用起来非常方便。
通过使用http触发器，函数计算可提供 http://${account-id}.${region}.fc.aliyuncs.com/2016-08-15/proxy/$(serviceName)/$(functionName)/
来访问调用函数。
1.2.1 新建服务
新建服务 iot-demo，如果需要记录和回溯函数执行的日志，则需要开通日志服务，并配置好日志仓库。
1.2.2 新建函数
新建函数，使用模版 flask-web，函数名和触发器填写 officegate，运行环境选择python2.7
1.2.3 函数代码
# -*- coding: utf-8 -*-
from flask import Flask
from flask import request
from flask import make_response
import logging
from aliyunsdkcore import client
from aliyunsdkcore.request import RpcRequest
import base64
try:
from urllib.parse import urlparse
except:
from urlparse import urlparse
app = Flask(__name__)
base_path = ''
return_string='''{
"msgtype": "text",
"text": {
"content": "%s"
}
}'''
# 参数定义
options = {
'productKey': '', # 设备标识三元组
'deviceName': '', # 设备标识三元组
'accessKeyId': '',
'accessKeySecret': '',
'token': '12345678', # Dingding Outgoing token
}
clt = client.AcsClient(options['accessKeyId'], options['accessKeySecret'], 'cn-shanghai')
# 推送消息到IoT Hub Topic
def pushMsg(msg):
request = RpcRequest('Iot', '2018-01-20', 'Pub')
request.set_accept_format('json')
request.add_query_param('ProductKey',options['productKey'])
request.add_query_param('TopicFullName','/' + options['productKey'] + '/' + options['deviceName'] +'/get') #消息发送到的Topic全名
request.add_query_param('MessageContent',base64.b64encode(msg)) #Base64
request.add_query_param('Qos',0)
result = clt.do_action_with_exception(request)
logging.info('result : ' + result)
# 健康检查
@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def home():
resp = make_response('I am ok!', 200)
return resp
# 对应 DingDing outgoing URL
@app.route('/dingbot',methods=['POST'])
def bot_receive() :
token=request.headers.get('token')
data=request.get_json()
logging.debug("token="+token+"\nmessage:"+str(data))
msgtype=data.get("msgtype")
if token != options['token'] and msgtype != "text" :
return make_response("error",403)
content=str(data["text"]["content"])
senderId=data["senderId"]
senderNick=data["senderNick"]
logging.info('%s(%s) talk: %s' % (senderNick,senderId,content))
pushMsg(content.strip())
ret = return_string % "门开了"
resp = make_response(ret,200)
resp.headers['Content-Type']="application/json; charset=utf-8"
return resp
# 函数计算主入口
def handler(environ, start_response):
parsed_tuple = urlparse(environ['fc.request_uri'])
li = parsed_tuple.path.split('/')
global base_path
if not base_path:
base_path = "/".join(li[0:5])
return app(environ, start_response)
代码创建完成后，在代码编辑框下方的调试Http触发器，可以获得调用的url。
注意，我们代码里路由入口是/dingbot因此，实际的访问网址应该是:https://$(account-id).cn-hangzhou.fc.aliyuncs.com/2016-08-15/proxy/iot-demo/officegate/dingbot
2 钉钉机器人的配置
如图所示，添加自定义机器人时，需要勾选中 是否开启Outgoing机制，在POST地址里，把上一节中的url粘贴进来，而Token必须和函数计算代码里参数配置的一致，本例中是12345678。
添加成功后，尝试着给钉钉机器人发指令“开门”，如果机器人能回应“门开了”，那说明函数计算已经可以正常提供服务。
3 设备端开发
3.1 硬件安装
- 首先把门禁遥控器的外壳拆开(大卸八块)
- 用电烙铁把开门按钮的4个引脚从电路板上取下来
- 把2根公杜邦线的引脚焊接在电路板的2个焊点上，并把另一头分别接在继电器A、B端上
- 再拿3根母杜邦线，VCC、GND、IN分别接到树莓派GPIO接口的4、6、16引脚上。
3.2 环境准备
我们在树莓派上使用python2.7作为开发语言。安装阿里云物联网的SDK:
pip install aliyun-python-sdk-iot-client3.3 代码开发
gate-demo.py 内容如下：
# -*- coding: utf-8 -*-
import json
from time import sleep
import RPi.GPIO as GPIO
import aliyunsdkiotclient.AliyunIotMqttClient as iot
# 参数配置
options = {
'productKey':'', # 设备三元组
'deviceName':'', # 设备三元组
'deviceSecret':'', # 设备三元组
'port':1883,
'host':'iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com',
'gate_pin':23 #in 接GPIO 23针脚
}
# 订阅的IoT Hub Topic
SUBSCRIBE_TOPIC = '/'+options['productKey']+'/'+options['deviceName']+'/user/get'
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setwarnings(False)
# 设置GPIO接口是输出，默认低电平
GPIO.setup(options['gate_pin'],GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)
# 开门
def openGate() :
GPIO.output(options['gate_pin'],GPIO.HIGH) # 打开高电平
sleep(0.8)
GPIO.output(options['gate_pin'],GPIO.LOW) # 恢复低电平
# 收到发布的消息回调
def on_message(client, userdata, msg):
print(msg.payload)
if msg.payload=='开门':
openGate()
def on_connect(client, userdata, flags_dict, rc):
print("Connected with result code " + str(rc))
# 订阅消息
client.subscribe(topic=SUBSCRIBE_TOPIC)
def on_disconnect(client, userdata, flags_dict, rc):
print("Disconnected.")
if __name__ == '__main__':
# IoT 初始化
client = iot.getAliyunIotMqttClient(options['productKey'], options['deviceName'], options['deviceSecret'], secure_mode=3)
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message
client.connect(host=options['productKey'] + '.' + options['host'], port=options['port'], keepalive=60)
client.loop_forever()4 测试运行
4.1 设备端运行
在py-demo文件夹下运行
python gate-demo.py4.2 钉钉发送消息
在钉钉群上 @机器人，发送“开门”指令，如果函数计算运行正常，则应能收到机器人“门开了”的应答。
4.3 云端查看上送消息
在函数计算里的日志查询界面中，可以看到程序运行时记录的日志：
在物联网平台的设备的Topic列表中，可以看到收到了函数计算发布的消息：
4.4 测试结果
树莓派的python程序打印出日志，继电器的信号灯闪动，同时遥控器发出无线指令，大门磁吸门禁收到信号后开启。
后续
本例只是一个基于物联网的简单用例，并未考虑过多的安全问题。下一步可以对安全性进一步完善，例如，授权和控制谁能够进行开门等。此外，提高系统的安全性，还引入API网关，便于进行访问、流量控制等。
总结
阿里云提供的一系列产品和服务，就像拧开水龙头一样，打开即用。通过物联网平台，使用者可以快速地将原有传统硬件产品迅速地进行升级改造，实现设备迅速上云。
