【NO.21】(已更新) Ulink——基于微信的物联网平台 作者: ncnynl 时间: March 18, 2016 分类: Arduino教程 想法: 我要评论，建议，讨论 吹口琴的钢铁侠 于 2015-7-21 21:58 编辑 参赛项目：Ulink 参赛组员： 1人——某高三 联系方式 如果想做这个项目，但觉得有困难，请直接联系 微信号llLord43 QQ群 291715187 想要以此衍生做毕设或参加比赛的同学请注意： 本作品采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 3.0 中国大陆许可协议进行许可。 商业用途请用上述联系方式及时联系我。 项目介绍： 用Arduino控制物联网的方案很多，被控端和控制端的连接方式也有很多，比如蓝牙，Wifi，433Mhz模块；如果涉及到互联网和手机的远程控制，也有一些成熟的业界方案，比较普遍的是一些物联网公司比如智能插座，一个公司专门推出一个专门的App，每个App都长得各种各样，有些操作方便，有些麻烦。 当我有一天看到有人用微博控制Arduino的时候，感觉相当酷炫，但是微博控制的方便性和安全性是不高的，同时微信却有极高的安全性，对于每天使用微信的人来说，操作显然是最方便的。 整个项目的开发，主要是软件层面，因为控制实现以后，只要把点亮LED的代码改成别的，就可以控制另外的设备了，成功之后才发现，需要的技能其实不少： Linux，Arduino，PHP，微信公众平台开发，MySQL 如果如果你原本只是玩Arduino或硬件的，这时候去看我的代码（虽然我也是自己学的，写的也很短），PHP网络之类的比较难懂，这也是为什么我不能够把我所有的开发流程一下子写出来的原因。即使你有了我的服务器代码，然后再去进行自己的架设，那也不是随便改几个参数就可以的，我也想过直接开发一个 物联网平台，无奈一转眼已经高三。 换句话说，只要修改相应的代码，其他有关物联网远程控制或数据获取的参赛项目都可以接入本项目，使得操作更加方便 代码全在Github。https://github.com/llLord/Ulink/tree/master/V2.5 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 整个原理是不难理解的。 控制Arduino 首先服务器上有一个数据库，数据库里面有几个记录，每个开关都有一个对应的值。 在微信中，我们对一个公众平台发送类似于“开灯”，“打开热水器”之类的命令，以“开灯”为例公众平台的后台服务器会对这个命令进行判断，如果符合预设的命令，就会进入数据库，找到这个LED对应的记录，把这个记录对应的值改为“1”（值其实是随意的）。 这里的命令发送方式包括文字消息，语音消息。 与此同时，Arduino通过W5100扩展板，不断向一个服务器上的页面发送请求，请求中会包含一些诸如请求的开关ID，密码等参数，服务器核实后，就会进入数据库，找到对应的开关的记录，把对应的值“1”反馈给Arduino，Arduino收到反馈后，就会进行判断，如果是“1”，就把对应引脚上的LED点亮。如果是”0“，就把它熄灭。 Arduino的这个过程是不断的进行的，但由于网络和性能问题，通常会有几秒钟的延迟。 Arduino提交物联网数据 这次首先是Arduino通过一些连接方式，接收到物联网的相关数据，比如温度值”26“，然后向服务器上的一个页面提交请求，请求中包括传感器ID，密码，提交的数据等参数，服务器核实后，就会进入数据库，把传递上来的值，写入相应的传感器记录。 这个过程也是不断的进行的。 而用户需要这些数据的时候，就可以通过微信发送命令，比如”卧室温度“，后台服务器判断后，就会进入数据库，找到相应的传感器记录，提取温度值，编入预设的反馈消息格式比如“报告主人，卧室温度为26℃。 --------------------------------------------------------------------------鉴于许多朋友可能认为本项目难以上手，所以详细的记录了一遍部属的过程 实例： 首先是服务器和微信端， 服务器端选择新浪云，毕竟这是不买VPS的一种比较好的方案，如果有自己的服务器，那么看了代码就懂了，也就不用看服务器端的部署了:）。 http://sae.sina.com.cn/，注册并登录，应该有免费云豆吧。 在管理页面选择创建新应用。 数据可以这么填，有些空会影响后面的过程 进入该应用的管理页面，并选择左边的代码管理 编辑代码 编辑器 添加文件 粘贴下面的代码,注意修改代码，有些值后面会看到 [PHP] 纯文本查看 复制代码<?php if ($_GET['data'] && ($_GET['token'] == "doubleq")) {//可以改token,这相当于密码，在Arduino端改成相应的值即可 $con = mysql_connect(SAE_MYSQL_HOST_M.':'.SAE_MYSQL_PORT,SAE_MYSQL_USER,SAE_MYSQL_PASS); $data = $_GET['data']; mysql_select_db("app_ulink42", $con);//要改成相应的数据库名 $result = mysql_query("SELECT * FROM switch"); while($arr = mysql_fetch_array($result)){//找到需要的数据的记录，并读出状态值 if ($arr['ID'] == 1) { $state = $arr['state']; } } $dati = date("h:i:sa");//获取时间 $sql ="UPDATE sensor SET timestamp='$dati',data = '$data' WHERE ID = '1'";//更新相应的传感器的值 if(!mysql_query($sql,$con)){ die('Error: ' . mysql_error());//如果出错，显示错误 } mysql_close($con); echo "{".$state."}";//返回状态值，加“{”是为了帮助Arduino确定数据的位置 }else{ echo "Permission Denied";//请求中没有type或data或token或token错误时，显示Permission Denied } ?> 同样地，把index.php改掉 [PHP] 纯文本查看 复制代码<?php //错误日志 function echo_server_log($log){ file_put_contents("log.txt", $log, FILE_APPEND); } //定义TOKEN define ( "TOKEN", "ulink" ); //验证微信公众平台签名 function checkSignature() { $signature = $_GET ['signature']; $nonce = $_GET ['nonce']; $timestamp = $_GET ['timestamp']; $tmpArr = array ($nonce, $timestamp, TOKEN ); sort ( $tmpArr ); $tmpStr = implode ( $tmpArr ); $tmpStr = sha1 ( $tmpStr ); if ($tmpStr == $signature) { return true; }else{ return false; } } if(false == checkSignature()) { exit(0); } //接入时验证接口 $echostr = $_GET ['echostr']; if($echostr) { echo $echostr; exit(0); } //获取POST数据 function getPostData() { $data = $GLOBALS['HTTP_RAW_POST_DATA']; return $data; } $PostData = getPostData(); //验错 if(!$PostData){ echo_server_log("wrong input! PostData is NULL"); echo "wrong input!"; exit(0); } //装入XML $xmlObj = simplexml_load_string($PostData, 'SimpleXMLElement', LIBXML_NOCDATA); //验错 if(!$xmlObj) { echo_server_log("wrong input! xmlObj is NULL\n"); echo "wrong input!"; exit(0); } //准备XML $fromUserName = $xmlObj->FromUserName; $toUserName = $xmlObj->ToUserName; $msgType = $xmlObj->MsgType; if($msgType == 'voice') {//判断是否为语音 $content = $xmlObj->Recognition; }elseif($msgType == 'text'){ $content = $xmlObj->Content; }else{ $retMsg = '只支持文本和语音消息'; } if (strstr($content, "温度")) { $con = mysql_connect(SAE_MYSQL_HOST_M.':'.SAE_MYSQL_PORT,SAE_MYSQL_USER,SAE_MYSQL_PASS); mysql_select_db("app_ulink42", $con);//修改数据库名 $result = mysql_query("SELECT * FROM sensor"); while($arr = mysql_fetch_array($result)){ if ($arr['ID'] == 1) { $tempr = $arr['data']; } } mysql_close($con); $retMsg = "报告大王："."\n"."主人房间的室温为".$tempr."℃，感谢您对主人的关心"; }else if (strstr($content, "开灯")) { $con = mysql_connect(SAE_MYSQL_HOST_M.':'.SAE_MYSQL_PORT,SAE_MYSQL_USER,SAE_MYSQL_PASS); $dati = date("h:i:sa"); mysql_select_db("app_ulink42", $con);//修改数据库名 $sql ="UPDATE switch SET timestamp='$dati',state = '1' WHERE ID = '1'";//修改开关状态值 if(!mysql_query($sql,$con)){ die('Error: ' . mysql_error()); }else{ mysql_close($con); $retMsg = "好的主人"; } }else if (strstr($content, "关灯")) { $con = mysql_connect(SAE_MYSQL_HOST_M.':'.SAE_MYSQL_PORT,SAE_MYSQL_USER,SAE_MYSQL_PASS); $dati = date("h:i:sa"); mysql_select_db("app_ulink42", $con);//修改数据库名 $sql ="UPDATE switch SET timestamp='$dati',state = '0' WHERE ID = '1'";//修改开关状态值 if(!mysql_query($sql,$con)){ die('Error: ' . mysql_error()); }else{ mysql_close($con); $retMsg = "好的主人"; } }else{ $retMsg = "暂时不支持该命令"; } //装备XML $retTmp = "<xml> <ToUserName><![CDATA[%s]]></ToUserName> <FromUserName><![CDATA[%s]]></FromUserName> <CreateTime>%s</CreateTime> <MsgType><![CDATA[text]]></MsgType> <Content><![CDATA[%s]]></Content> <FuncFlag> //反馈到微信服务器 echo $resultStr; ?> 回到应用管理页面，选择左边的MySQL，单击初始化 管理MySQL 新建数据表 参数如下 同样的方法，建立一个名字为sensor字段数为3的数据表 参数如下 分别插入一条记录 然后进入http://mp.weixin.qq.com/debug/cgi-bin/sandboxinfo?action=showinfo&t=sandbox/index，申请测试号， 填写相应配置 这时候可以用手机端进行测试了，可以发送包含”温度“，”关灯“，”开灯“的文字消息，或者语音消息，都会有相应的反馈。 还有Arduino端在下面的代码中，我把一个LED接在D7上，用于显示控制的效果，一个DS18B20接在D2上，用来显示上传传感器数据的效果。 [C] 纯文本查看 复制代码#include <OneWire.h> #include <DallasTemperature.h> #include <SPI.h> #include <Ethernet.h> char state = '0'; char c; byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED}; IPAddress ip(192,168,0,177); IPAddress myDns(192,168,0,1); EthernetClient client; char server[] = "1.ulink42.sinaapp.com"; int sensrdata = 0; unsigned long lastConnectionTime = 0; boolean lastConnected = false; const unsigned long postingInterval = 200*1000; // 定义DS18B20数据口连接arduino的2号IO上 #define ONE_WIRE_BUS 2 // 初始连接在单总线上的单总线设备 OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS); DallasTemperature sensors(&oneWire); void setup(){ // 设置串口通信波特率 Serial.begin(9600); delay(1000); Ethernet.begin(mac, ip, myDns); Serial.print("My IP address: "); Serial.println(Ethernet.localIP()); pinMode(7, OUTPUT); // 初始库 sensors.begin(); } void loop(void){ sensors.requestTemperatures(); sensrdata = sensors.getTempCByIndex(0); if(state == '0'){ digitalWrite(7, LOW); }else if(state == '1'){ digitalWrite(7, HIGH); } while(client.available()) { c = client.read(); if (c == '{'){ state = client.read(); } } if (!client.connected() && lastConnected) { Serial.println("disconnecting."); client.stop(); } if(!client.connected() && (millis() - lastConnectionTime > postingInterval)) { if (client.connect(server, 80)) { // send the HTTP PUT request: client.print("GET /downup.php?token=doubleq&data="); client.print(sensrdata); client.println(" HTTP/1.1"); client.println("Host: 1.ulink42.sinaapp.com"); client.println("User-Agent: arduino-ethernet"); client.println("Connection: close"); client.println(); lastConnectionTime = millis(); }else { Serial.println("connection failed"); Serial.println("disconnecting."); client.stop(); } } lastConnected = client.connected(); } 番外篇： 由于这是一个物联网平台，所以只要是可以发起HTTP请求的，都可以接入。 一个比较合理的方案是，树莓派或PCduino做连接互联网的主要控制器，通过XBee,433Mhz等无线方式来控制小型的Arduino节点，再由Arduino来控制物联网终端，当然，如果你不介意网络扩展板的价格，每个Arduino直接联网也是可以的。 树莓派 使用Python，requests库，用更强的性能，可以实现更加更快速的反应。 PCduino 暑假参加了一个黑客马拉松，用了PCduino来实现微信的控制，因为PCduino上直接跑了一个Ubuntu，队友用Python直接写了一个WebSocket类型的连接方式，我目前还没有学会这个技术（是没时间呀TAT），使用WebSocket的话，资源消耗会小很多，而响应速度会快很多，失败几率也会大幅下降，但是Arduino应该不能使用WebSocket吧？？ 项目验证（见附件） [img]file:///C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Tencent\Users\929351469\QQ\WinTemp\RichOle\V}M6~Y0)ZOM[7~0DM9]$J{N.jpg[/img] [img]file:///C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Tencent\Users\929351469\QQ\WinTemp\RichOle\V}M6~Y0)ZOM[7~0DM9]$J{N.jpg[/img] 实际使用中出现的错误主要是新浪云，使用自己的服务器时很少出现此类故障。 视频说明 10月7日前发布 （上传速度50KB/sTAT） via - arduino中文社区 标签: Arduino教程
