基于阿里云物联网平台，用20元体验物联网开发（ 自制 Arduino 环境监测仪）

   硬件准备   


今天我们在只有20元预算前提下，带领大家完成一次IoT物联网开发之旅！


感谢万能的淘宝，让我们能采购到esp8266开发板，dht11温湿度传感器：



  架构方案  


我们通过DHT11采集温度，湿度数据，通过 MQTT 协议上报到阿里云 IoT 物联网平台，并通过规则引擎转发到表格存储OTS数据库中，整体技术方案如下：





  创建产品和注册设备  


我们登录阿里云IoT物联网平台控制台，创建产品温湿度计。



在温湿度计产品详情的Topic类列表可以看到系统默认创建的Topic，这就是我们用来上报温湿度数据的Topic。



接下来，我基于温湿度计产品注册一个设备hz9527，并获取到设备身份三元组。
  配置数据流转 规则引擎  


我们在表格存储控制台，预先创建数据库实例iotMsg和iot_thermometer_data表，如下图：



然后，我们回到IoT物联网平台控制台，配置数据流转规则，把设备上报数据存储到已有的表格存储数据库实例iotMsg中的iot_thermometer_data表中，规则引擎配置如下：



完整的数据处理SQL：

SELECT *,
deviceName() as deviceName,
timestamp() as time,
timestamp('yyyy-MM-dd HH:mm:ss') as date_time 
FROM "/a1k3547Gr0v/+/user/update"

数据转发配置如下：

设备和云端通信Topic和Payload如下：

Topic:
/a1k823sJ0v/hz9527/user/update
Payload:
{
    "temperature":23,
    "humidity":65
}

  硬件 开发  


Arduino开发依赖C库，如下：

/* 连接WiFi之后，连接MQTT服务器 */
client.setServer(MQTT_SERVER, MQTT_PORT);
client.setCallback(callback);
client.connect(CLIENT_ID, MQTT_USRNAME, MQTT_PASSWD)

设备读取传感器数据，并通过 MQTT 通道发送到云端：

void loop() {
  // 从传感器获取温度，湿度数据 
  float temperature = dht.readTemperature();
  float humidity = dht.readHumidity();
  char jsonBuf[128];
  sprintf(jsonBuf, BODY_FORMAT, temperature, humidity);
  // 通过 MQTT 发送数据上云
  if (client.connected()) {
    boolean d = client.publish(PROP_POST_TOPIC, jsonBuf);
  }
  client.loop();
  // delay
  delay(DELAY_TIME);
}

使用 Arduino IDE 烧录程序到 esp8266 开发板：



  联机运行  


烧录完成后，程序启动，我们就可以在IoT控制台的日志服务中查看到上报的数据，如下图：














  物模型开发  


物模型指将物理空间中的实体数字化，并在云端构建该实体的数据模型。物模型描述产品是什么、能做什么、可以对外提供哪些服务。



我们在物联网平台控制台，产品详情页面的功能定义，添加温度和湿度两个属性，如下图：



物模型属性上报的通信Topic，如下图：



物模型通信Topic和Payload如下：

Topic:
/sys/a1k823sJ0v/hz9527/thing/event/property/post
Payload:
{
    "id":1596087445906,
    "params":{
        "temperature":23,
        "humidity":65
    },
    "method":"thing.event.property.post"
}

我们修改 Arduino 查询中Topic和Payload后，重新烧录，设备上报数据后，在控制台可以查看日志，如下图：



设备详情物模型数据运行状态



【往期回顾】
1、39张IoT传感器工作原理GIF图汇总
2、IoT 设备发送 MQTT 请求的曲折经历
3、智能手持测温枪开发实践
4、JMeter 压测 MQTT 服务性能实战
5、IoT物联网平台日志服务详解