0.技术架构   

 IoT 物联网毕业设计实战采用 Ruff 开发板，串口连接温湿度传感器DHT11和空气质量传感器SDS011，每5分钟采集一次数据，通过MQTT协议发送到阿里云 IoT 物联网平台，写入云端的设备影子中。微信小程序调用阿里云函数计算FC，读取 IoT 物联网平台的设备影子中的数据，通过ECharts的仪表盘来展示空气质量 PM2.5 指数，温度和湿度值。

整体架构如下图所示：

   1.硬件设备   

本次开发实战硬件清单如下：

万能的淘宝有售

   2.阿里云开发   

2.1 物联网平台开发

2.1.1.免费开通阿里云 IoT物联网云服务:

https://www.aliyun.com/product/iot

2.1.2.创建产品家居环境监测器，选择自定义品类，直连设备:

2.1.3.注册设备，此时设备为未激活状态。

点击DeviceSecret的查看，获取设备身份三元组。

2.1.4.设备更新最新传感器数据到设备影子中，对应的通信Topic和Payload格式如下：

通信 Topic：
/shadow/update/${ProductKey}/${DeviceName}
数据 Payload：
{
    "method":"update",
    "state":{
        "reported":{
            "temperature":27,
            "humidity":45,
            "pm25":23,
            "pm10":36
        }
    },
    "version":156768564324
}

2.2 函数计算FC开发

2.2.1.免费开通阿里云 函数计算FC 云服务:

https://www.aliyun.com/product/fc

2.2.2.创建基于HTTP触发器的函数服务:

2.2.3.采用 Nodejs 语言来编写函数，调用IoT物联网平台的 POP API ：getDeviceShadow 来获取设备上报的实时数据。

官网文档：

https://help.aliyun.com/document_detail/69953.html

获取设备影子核心代码，如下：

// 1.构造获取设备影子 API参数
const action = 'GetDeviceShadow';
const params = {
    ProductKey: productKey,
    DeviceName: deviceName
};


//2.发送请求
const response = yield aliyunPopAPIClient.request(action, params);
const ShadowMessage = JSON.parse(response.ShadowMessage)

   3.Ruff 硬件开发   

Ruff 是一个支持 JavaScript 开发应用的物联网操作系统，为软件开发者提供开放、高效、敏捷的物联网应用开发平台，让 IoT 应用开发更简单。

整个 Ruff 开发体系包括 Ruff OS、Ruff SDK、Ruff 软件仓库、Ruff Kit 开发套件。只要您有JavaScript开发经验，就可以用 Ruff 开发硬件应用。

3.1.传感器驱动依赖:

3.2.读取温湿度和空气质量传感器数据:

// 空气质量数据
$('#air').on('aqi', function(error, pm25, pm10) {
    if (error) return;
    
    reported.pm25 = pm25;
    reported.pm10 = pm10;
});
// 温度数据
$('#dht').getTemperature(function(error, temperature) {


    if (!error) {
        reported.temperature = temperature;
    }
});
// 湿度数据
$('#dht').getRelativeHumidity(function(error, humidity) {
    if (!error) {
        reported.humidity = humidity;
    }
});

3.3.上报数据到 IoT 物联网平台云端:

// 设备身份三元组信息
var options = {
    productKey: "替换productKey",
    deviceName: "替换deviceName",
    deviceSecret: "替换deviceSecret",
    host: "MQTT接入点域名",
};


var updateShadowTopic = "/shadow/update/" + options.productKey + "/" + options.deviceName;
// 建立 MQTT 连接
var client = MQTT.createAliyunIotMqttClient(options);
var data = {
        method: "update",
        state: {
            reported: reported
        },
        version: Date.now()
    }
// 上报数据
client.publish(updateShadowTopic, JSON.stringify(data));

   4.微信小程序   

4.1.在微信小程序后台配置合法域名:

4.2.微信小程序交互界面开发:

4.3.使用 wx.request 完成网络请求，获取云端设备影子数据:

请求代码如下：

wx.request({
      url: '函数计算的 HTTP API url',
      method: 'POST',
      data: {
        "deviceName": "设备名", "productKey": "产品code"
      },
      header: {
        'content-type': 'application/json'
      },
      success(res) {
        console.log(res.data)


        wx.hideLoading()
        // 更新到 UI 界面
        updateUI(res.data)
      }
    })

4.4.使用ECharts中的仪表盘组件展示空气质量指数

import * as echarts from '../../ec-canvas/echarts';


function initChart(canvas, width, height) {
  const chart = echarts.init(canvas, null, {
    width: width,
    height: height
  });
  canvas.setChart(chart);
  var option = {
    backgroundColor: "#f8f8f8",
    color: ["#37A2DA", "#32C5E9", "#67E0E3"],
    series: [{
      name: '空气质量',
      min: 0, 
      max: 500,   
      splitNumber: 10,  
      type: 'gauge',
      detail: {
        formatter: '{value}'
      },
      axisLine: {
        show: true,
        lineStyle: {
          width: 10,
          shadowBlur: 0,
          color: [
            [0.3, '#67e0e3'],
            [0.7, '#37a2da'],
            [1, '#fd666d']
          ]
        }
      },
      data: [{
        value: 80,
        name:'空气质量'
      }],
      splitLine: { 
        show: true, 
        length: 13, 
        lineStyle: { 
          color: '#aaa',
          width: 2,
          type: 'solid'
        }
      },
      title: {
        show: true,
        offsetCenter: [0, 70],
        textStyle: {
          color: '#333',
          fontSize: 15
        }
      },
      pointer: {
        length: '90%',
        width: 6,
        color: 'auto'
      }
    }]
  };
  chart.setOption(option, true);
  return chart;
}


Page({
  data: {
    ec: {
      onInit: initChart
    }
  }
})

至此，我们基于JavaScript 语言完成了智能家居环境监测IoT应用场景的落地。

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