Arduino以太坊开发框架Web3E安装与使用

Web3E，即Web3 for Embedded，是一个面向Arduino嵌入设备的全功能Web3开发框架，开发语言为C/C++。Web3E可以帮助嵌入设备开发者快速实现能够接入以太坊区块链的物联网/IoT设备，为物联网开发者打开了一扇新的大门。

1、Web3E简介

Web3E主要在ESP32上进行测试，ESP8266也可以正常工作。Web3E还包含了一个快速开发DApp注入器，可以很方便地将你的嵌入设备转换为以太坊DApp。

Web3E的开发始于一个简单的需求：开发一个能够在ESP32上运行的门禁DApp。这期间经历了相当多的挫折，我们意识到需要一个方法来简化物联网嵌入设备的DApp的开发，这就是开发Web3E的最初动机。

Web3E的主要特性包括：

• 支持TokenScript接口
• 开箱即用的以太坊DApp注入器，可以立刻将物联网嵌入设备转化为支持ECDSA密码学技术 的以太坊DApp
• 经过优化精简的密码学算法实现
• 交易系统已经充分优化，以太坊ERC20和ERC875合约都有实际使用

2、Web3E安装

建议使用Platformio安装Web3E，因为Web3E目前已经是Platformio开发库的一份子了，所以不需要克隆原始的Web3E代码库。

使用Web3E很简单，只需要在Platformio中创建一个新项目，然后参考如下内容修改platformio.ini：

[env:esp32dev]
platform = espressif32
board = esp32dev
framework = arduino

; Serial Monitor options
monitor_speed = 115200

lib_deps =
  # Using a library name
  Web3E

3、Web3E的示例及使用方法

在Web3E中预置了4个物联网+以太坊的示例应用：

• Simple DApp：展示如何创建可以运行在嵌入设备上的DApp。板载密码学引擎 可以与用户输入充分交互，在ESP32上的公钥恢复和签名验证可以毫秒级完成
• 查询钱包余额：展示在嵌入设备上如何查询ERC20代币余额以及非同质化通证（NFT）余额
• 交易广播：展示在嵌入设备上如何实现ERC20和ERC875代币的转账交易
• 以太币转账：展示如何在嵌入设备上实现以太币转账

例如，下面的代码展示了如何使用Web3E让物联网嵌入设备支持以太币转账：

// Setup Web3 and Contract with Private Key
...

Contract contract(&web3, "");
contract.SetPrivateKey(PRIVATE_KEY);
uint32_t nonceVal = (uint32_t)web3.EthGetTransactionCount(&address); //obtain the next nonce
uint256_t weiValue = Util::ConvertToWei(0.25, 18); //send 0.25 eth
unsigned long long gasPriceVal = 1000000000ULL;
uint32_t  gasLimitVal = 90000;
string emptyString = "";
string toAddress = "0xC067A53c91258ba513059919E03B81CF93f57Ac7";
string result = contract.SendTransaction(
                nonceVal, gasPriceVal, gasLimitVal, &toAddress, 
                &weiValue, &emptyString);

下面的代码使用Web3E在物联网嵌入设备上查询指定的以太坊地址的以太币余额：

//obtain balance in Wei
uint256_t balance = web3.EthGetBalance(&address); 
//get string balance as Eth (18 decimals)
string balanceStr = Util::ConvertWeiToEthString(&balance, 18);

使用Web3E让嵌入设备支持ERC20代币的发送要复杂一点，但考虑到这是在用C/C++，也还能够接受：

string contractAddr = "0x20fe562d797a42dcb3399062ae9546cd06f63280";
Contract contract(&web3, contractAddr.c_str());
contract.SetPrivateKey(<Your private key>);

//Get contract name
string param = contract.SetupContractData("name()", &addr);
string result = contract.ViewCall(&param);
string interpreted = Util::InterpretStringResult(web3.getString(&result).c_str());
Serial.println(interpreted.c_str());

//Get Contract decimals
param = contract.SetupContractData("decimals()", &addr);
result = contract.ViewCall(&param);
int decimals = web3.getInt(&result);
Serial.println(decimals);

unsigned long long gasPriceVal = 22000000000ULL;
uint32_t  gasLimitVal = 4300000;

//amount of erc20 token to send, note we use decimal value obtained earlier
uint256_t weiValue = Util::ConvertToWei(0.1, decimals);

//get nonce
uint32_t nonceVal = (uint32_t)web3.EthGetTransactionCount(&addr);
string toAddress = "0x007bee82bdd9e866b2bd114780a47f2261c684e3";
string valueStr = "0x00";

//Setup contract function call 
string p = contract.SetupContractData("transfer(address,uint256)", &toAddress, &weiValue); 

//push transaction to ethereum
result = contract.SendTransaction(nonceVal, gasPriceVal, gasLimitVal, &contractAddr, &valueStr, &p);
string transactionHash = web3.getString(&result);

4、总结

让嵌入设备接入以太坊，是发挥智能合约能力的重要环节，因为机器天生容易按规矩办事。Web3E提供了一个相对完整的解决方案，虽然目前仅适用于部分Arduino设备，但这对于物联网嵌入设备开发者而言绝对是一个好工具。如果希望系统的学习以太坊开发知识，可以参考如下教程：以太坊DApp开发入门 | 去中心化电商DApp实战

原文链接：Web3E物联网嵌入设备的以太坊DApp开发框架 — 汇智网