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如何基于App SDK快速地开发一个IoT App?_iot 与 app通信

iot 与 app通信

一、背景及大纲介绍

     

在物联网大行其道的今天,万物互联已经是趋势。通过App控制智能设备,且能够实现场景联动,已经不是做不做的选择题,而是破局企业端到端解决方案的关键。

智能硬件厂家如雨后春笋般涌现,但是,物联网的大框架—DCM(Device、Connect、Manage)架构,让IoT App成为刚需。智能硬件需要和App去结合,才能更好地发挥它的作用,更加便利人们的生活。如使用App去控制灯光的亮度,调节空调的温度,远程通过IPC监控家里情况等,甚至还可以使家里的相关电器完成一个场景联动(如手机设置“回家场景”,在下班回家的时候,点击“回家场景”,一键开灯、水壶烧水、空调开始工作等等)。这些原本只存在于想象中的场景,如今通过手机App+智能硬件即可实现。

但是,对于大部分企业而言,IoT App开发不仅新,而且充满挑战。

今天抽空以基于App SDK完成智能家居App的开发为例。通过这一篇文章,你就能通过创建App SDK、集成SDK、创建家庭、设备配网和设备控制等步骤,完整地完成一款智能家居App的开发。

先列一下开发大纲:

  1. 创建App SDK
  2. 集成SDK
  3. 注册和登录
  4. 创建家庭
  5. 设备配网
  6. 设备控制

我们再来简单介绍一下Tuya App SDK:

涂鸦智能 App SDK 专为 IoT 移动 App 开发打造,提供丰富组件和示例代码,开发者可以快速实现移动 App 对智能设备的连接、控制以及丰富的智能场景应用。

产品的优势在于:

  1. 低门槛快速集成:快速集成 SDK,提供示例代码、Demo App、接入案例等,低门槛轻松上手;
  2. 开发组件丰富:组件化开发,提供垂直品类 SDK、UI 业务包等功能组件,开发者根据需求灵活组合;
  3. 智能功能全面:全面覆盖用户、设备、智能场景等多种功能模块,开发者只需简单实现 UI 层代码;
  4. 主流通信协议兼容:同一 App 中支持添加和使用主流通信协议产品,轻松实现 All In One – App;
  5. 全球数据安全保障:双通道安全加密,五重安全策略,全球数据安全合规认证,全面保障用户数据隐私安全;
  6. 全球服务稳定:全球化智能云部署,让每一个 App 都轻松拥有亿级海量设备和千万级用户并发处理能力。

App SDK的技术架构如下:

二、如何基于 App SDK 开发一个 App

       准备就绪,我们来开始开发!

(一)创建App SDK

1. 注册开发者账号

前往 涂鸦智能开发平台 注册开发者账号、创建产品、创建功能点等,具体流程请参考接入流程

2. 创建SDK应用

涂鸦 IoT 平台中 “App 工作台” 中点击 “App SDK”,点击“创建 App”。

3. 填写 App 相关信息,点击确认。

  1. 应用名称:填写你的 App 名称。

  2. iOS 应用包名:填写你的 iOS App 包名(建议格式:com.xxxxx.xxxxx)。

  3. 安卓应用包名:填写你的安卓 App 包名(两者可以保持一致,也可以不一致)。

  4. 渠道标识符:不是必填项,如果不填写,系统会根据包名自动生成。

你可以根据实际需求选择需要的选择方案,支持多选,然后根据 Podfile 和 Gradle 进行 SDK 的集成。

点击获取密码,获取 SDK 的 AppKey,AppSecret,安全图片等信息。

(二)集成 SDK

1. 使用 CocoaPods 快速集成

请注意:SDK 最低支持系统版本 9.0

在 Podfile 文件中添加以下内容:

  1. platform :ios, '9.0'
  2. target 'Your_Project_Name' do
  3.     pod "TuyaSmartHomeKit"
  4. end

然后在项目根目录下执行 `pod update` 命令进行集成。

2. 初始化 SDK

1) 打开项目设置,Target => General,修改 Bundle Identifier 为涂鸦开发者平台对应的 iOS 包名

2) 导入安全图片到工程根目录,重命名为 t_s.bmp,并加入「项目设置 => Target => Build Phases => Copy Bundle Resources」中。

3) 在项目的PrefixHeader.pch文件添加以下内容:

#import <TuyaSmartHomeKit/TuyaSmartKit.h>

4) 打开AppDelegate.m文件,在[AppDelegate application:didFinishLaunchingWithOptions:]方法中初始化SDK。

接口说明

初始化 SDK

- (void)startWithAppKey:(NSString *)appKey secretKey:(NSString *)secretKey;

参数说明

实例代码

[[TuyaSmartSDK sharedInstance] startWithAppKey:<#your_app_key#> secretKey:<#your_secret_key#>];

3. 打开 Debug 模式

在开发的过程中可以开启 Debug 模式,打印一些日志用于分析问题,开发结束上线后建议关闭。

  1. #ifdef DEBUG
  2.     [[TuyaSmartSDK sharedInstance] setDebugMode:YES];
  3. #else
  4. #endif

(三)注册和登录

涂鸦云支持多种用户体系:手机、邮箱、UID。其中手机支持验证码登录和密码登录两种方式,UID 登录主要用于已经有自己账号体系的场景。我们这里采用手机验证码注册登录。

在注册登录方法中,需要提供 countryCode 参数(国家区号),用于就近选择涂鸦云的可用区。各个可用区的数据是相互独立的,因此在 中国大陆(86) 注册的账号,在 美国(1) 无法使用(用户不存在)。

1. 手机密码注册

手机号密码注册流程分为以下两步: 获取手机验证码  - 注册账号

  1. // 发送验证码   
  2. [[TuyaSmartUser sharedInstance] sendVerifyCode:@"86" phoneNumber:@"1300****" type:1 success:^{
  3.     [TPDemoProgressUtils showSuccess:@"Verification code sent successfully" toView:nil];
  4. } failure:^(NSError *error) {
  5.     [TPDemoProgressUtils showError:error.localizedDescription];
  6. }];
  7. // 通过验证码注册账号
  8. [[TuyaSmartUser sharedInstance] registerByPhone:@"86" phoneNumber:@"1300****" password:@"***" code:@"code" success:^{
  9.     // 注册成功,跳转到首页
  10.     [[TYDemoApplicationImpl sharedInstance] resetRootViewController:[TYDemoTabBarViewController class]];
  11. } failure:^(NSError *error) {
  12.     [TPDemoProgressUtils showError:error.localizedDescription];
  13. }];

2. 判断是否已经登录

在程序启动后,如果登录过了就不需要重复登录,session的有效期是45天,直接到设备列表页面。如果没有登录过,就先到登录页进行登录,登录成功后再跳转到设备列表页。

  1. // 判断是否已经登录
  2. if ([TuyaSmartUser sharedInstance].isLogin) {
  3.     // 首页
  4.     [self resetRootViewController:[TYDemoTabBarViewController class]];
  5. } else {
  6.     // 登录页
  7.     [[TYDemoRouteManager sharedInstance] openRoute:kTYDemoPopLoginVC withParams:nil];
  8. }

3. Session 失效处理

长期未登录或者密码修改后的账号,在访问服务端接口的时候会返回 Session 过期的错误,需要监听 TuyaSmartUserNotificationUserSessionInvalid 通知,跳转至登录页面重新登录。

  1. - (void)loadNotification {
  2.     [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(sessionInvalid) name:TuyaSmartUserNotificationUserSessionInvalid object:nil];
  3. }
  4. - (void)sessionInvalid {
  5.         NSLog(@"sessionInvalid");
  6.         //跳转至登录页面
  7.         MyLoginViewController *vc = [[MyLoginViewController alloc] init];
  8.         self.window.rootViewController = vc;
  9.       [self.window makeKeyAndVisible];
  10. }

(四) 创建家庭

用户登录成功后需要通过 TuyaSmartHomeManager 去获取整个家庭列表的信息,然后初始化其中的一个家庭TuyaSmartHome,获取家庭详情信息,就可以对家庭中的设备进行操作控制。

1. 家庭列表获取

在设备列表页面,我们先获取用户下的家庭列表,如果没有家庭,我们创建一个默认家庭。因为设备激活的时候,需要把设备添加到家庭里面。

获取到家庭列表之后,我们就可以初始化一个家庭,然后从云端获取家庭的详情,刷新首页的设备列表。

  1. - (void)initData {
  2.    
  3.     _homeManager = [[TuyaSmartHomeManager alloc] init];
  4.     _homeManager.delegate = self;
  5.    
  6.     // 获取本地的当前家庭
  7.     NSString *homeId = [[NSUserDefaults standardUserDefaults] objectForKey:kDefaultCurrentHomeId];
  8.     if ([homeId longLongValue] > 0) {
  9.         self.home = [TuyaSmartHome homeWithHomeId:[homeId longLongValue]];
  10.         if (self.home) {
  11.             self.home.delegate = self;
  12.             self.topBarView.leftItem.title = [NSString stringWithFormat:@"%@ ∨", self.home.homeModel.name];
  13.             [TYDemoSmartHomeManager sharedInstance].currentHomeModel = self.home.homeModel;
  14.             // 刷新设备列表数据
  15.             [self reloadDataFromCloud];
  16.         } else {
  17.             // 如果没有,获取第一个家庭
  18.             [self loadFirstHomeData];
  19.         }
  20.     } else {
  21.         // 如果没有,获取第一个家庭
  22.         [self loadFirstHomeData];
  23.     }
  24. }
  25. - (void)reloadDataFromCloud {
  26.     WEAKSELF_AT
  27.     [self.refreshControl beginRefreshing];
  28.     // 获取当前家庭的详情,并刷新列表
  29.     [self.home getHomeDetailWithSuccess:^(TuyaSmartHomeModel *homeModel) {
  30.        
  31.         [weakSelf_AT reloadData];
  32.     } failure:^(NSError *error) {
  33.         if ([error.localizedFailureReason isEqualToString:@"PERMISSION_DENIED"]) {
  34.             [weakSelf_AT loadFirstHomeData];
  35.         }
  36.         [weakSelf_AT.refreshControl endRefreshing];
  37.     }];
  38. }

2. 新增一个家庭

  1. // add home
  2. - (void)rightBtnAction {
  3.     NSString *homeName = [NSString stringWithFormat:@"Home_%@", @(self.homeManager.homes.count)];
  4.     WEAKSELF_AT
  5.     [self.homeManager addHomeWithName:homeName geoName:@"hangzhou" rooms:@[@"room1"] latitude:0 longitude:0 success:^(long long homeId) {
  6.         [TPDemoProgressUtils showSuccess:@"Add Success" toView:nil];
  7.         // 切换到新增家庭
  8.         TuyaSmartHome *home = [TuyaSmartHome homeWithHomeId:homeId];
  9.         [weakSelf_AT swithCurrentHomeIdWithHomeModel:home.homeModel];
  10.     } failure:^(NSError *error) {
  11.         [TPDemoProgressUtils showError:error.localizedDescription];
  12.     }];
  13. }

3. 家庭列表信息变化回调

实现 TuyaSmartHomeManagerDelegate 代理协议后,可以在家庭列表更变的回调中进行处理。

  1. #pragma mark - TuyaSmartHomeManagerDelegate
  2. // 添加一个家庭
  3. - (void)homeManager:(TuyaSmartHomeManager *)manager didAddHome:(TuyaSmartHomeModel *)home {
  4.     NSLog(@"Add a home %@", home.name);
  5. }
  6. // 删除一个家庭
  7. - (void)homeManager:(TuyaSmartHomeManager *)manager didRemoveHome:(long long)homeId {
  8.     // 如果删除的家庭是当前家庭,当前家庭切换到另外一个
  9.     if ([TYDemoSmartHomeManager sharedInstance].currentHomeModel.homeId == homeId) {
  10.         [self loadFirstHomeData];
  11.     }
  12. }
  13. // MQTT连接成功
  14. - (void)serviceConnectedSuccess {
  15.     // 去云端获取当前家庭的详情,然后去刷新 UI
  16.     [self reloadDataFromCloud];
  17. }

4. 单个家庭信息变化的回调

实现 TuyaSmartHomeDelegate 代理协议后,可以在单个家庭信息更变的回调中进行处理。

  1. #pragma mark - TuyaSmartHomeDelegate
  2. // 家庭的信息更新,例如name
  3. - (void)homeDidUpdateInfo:(TuyaSmartHome *)home {
  4.     [self.tableView reloadData];
  5. }
  6. // 添加一个房间
  7. - (void)home:(TuyaSmartHome *)home didAddRoom:(TuyaSmartRoomModel *)room {
  8.     [self.tableView reloadData];
  9. }
  10. // 删除一个房间
  11. - (void)home:(TuyaSmartHome *)home didRemoveRoom:(long long)roomId {
  12.     [self.tableView reloadData];
  13. }
  14. // 我收到的共享设备列表变化
  15. - (void)homeDidUpdateSharedInfo:(TuyaSmartHome *)home {
  16.     [self.tableView reloadData];
  17. }
  18. // 房间信息变更,例如name
  19. - (void)home:(TuyaSmartHome *)home roomInfoUpdate:(TuyaSmartRoomModel *)room {
  20.     [self.tableView reloadData];
  21. }
  22. // 房间与设备,群组的关系变化
  23. - (void)home:(TuyaSmartHome *)home roomRelationUpdate:(TuyaSmartRoomModel *)room {
  24.     [self.tableView reloadData];
  25. }
  26. // 添加设备
  27. - (void)home:(TuyaSmartHome *)home didAddDeivice:(TuyaSmartDeviceModel *)device {
  28.     [self.tableView reloadData];
  29. }
  30. // 删除设备
  31. - (void)home:(TuyaSmartHome *)home didRemoveDeivice:(NSString *)devId {
  32.     [self.tableView reloadData];
  33. }
  34. // 设备信息更新,例如name
  35. - (void)home:(TuyaSmartHome *)home deviceInfoUpdate:(TuyaSmartDeviceModel *)device {
  36.     [self.tableView reloadData];
  37. }
  38. // 设备dp数据更新
  39. - (void)home:(TuyaSmartHome *)home device:(TuyaSmartDeviceModel *)device dpsUpdate:(NSDictionary *)dps {
  40.     [self.tableView reloadData];
  41. }
  42. // 添加群组
  43. - (void)home:(TuyaSmartHome *)home didAddGroup:(TuyaSmartGroupModel *)group {
  44.     [self.tableView reloadData];
  45. }
  46. // 群组dp数据更新
  47. - (void)home:(TuyaSmartHome *)home group:(TuyaSmartGroupModel *)group dpsUpdate:(NSDictionary *)dps {
  48.     [self.tableView reloadData];
  49. }
  50. // 删除群组
  51. - (void)home:(TuyaSmartHome *)home didRemoveGroup:(NSString *)groupId {
  52.     [self.tableView reloadData];
  53. }
  54. // 群组信息更新,例如name
  55. - (void)home:(TuyaSmartHome *)home groupInfoUpdate:(TuyaSmartGroupModel *)group {
  56.     [self.tableView reloadData];
  57. }

(五) 设备配网

设备配网是指设备在云端进行激活注册。

1. 相关类

2. EZ 配网

这里主要介绍下 EZ 模式开发,又称快连模式(SmartConfig)。

  1. - (void)addDeviceWithEZMode {
  2.    
  3.     // 获取token
  4.     WEAKSELF_AT
  5.     id<TYDemoDeviceListModuleProtocol> impl = [[TYDemoConfiguration sharedInstance] serviceOfProtocol:@protocol(TYDemoDeviceListModuleProtocol)];
  6.     long long homeId = [impl currentHomeId];
  7.     [[TuyaSmartActivator sharedInstance] getTokenWithHomeId:homeId success:^(NSString *token) {
  8.         // 开始配网
  9.         [weakSelf_AT commitEZModeActionWithToken:token];
  10.     } failure:^(NSError *error) {
  11.        
  12.         info = [NSString stringWithFormat:@"%@: token fetch failed, error message is %@",NSStringFromSelector(_cmd),error.localizedDescription];
  13.         [weakSelf_AT appendConsoleLog:info];
  14.     }];
  15. }
  16. // 开始配网
  17. - (void)commitEZModeActionWithToken:(NSString *)token {
  18.     [TuyaSmartActivator sharedInstance].delegate = self;
  19.     [[TuyaSmartActivator sharedInstance] startConfigWiFi:TYActivatorModeEZ ssid:self.ssidField.text password:self.passwordField.text token:token timeout:timeout];
  20. }
  21. #pragma mark - TuyaSmartActivatorDelegate
  22. - (void)activator:(TuyaSmartActivator *)activator didReceiveDevice:(TuyaSmartDeviceModel *)deviceModel error:(NSError *)error {
  23.    
  24.     [NSObject cancelPreviousPerformRequestsWithTarget:self selector:@selector(countDown) object:nil];
  25.     timeout = timeLeft;
  26.     [self hideProgressView];
  27.    
  28.     NSString *info = [NSString stringWithFormat:@"%@: Finished!", NSStringFromSelector(_cmd)];
  29.     [self appendConsoleLog:info];
  30.     if (error) {
  31.         // 配网失败
  32.         info = [NSString stringWithFormat:@"%@: Error-%@!", NSStringFromSelector(_cmd), error.localizedDescription];
  33.         [self appendConsoleLog:info];
  34.     } else {
  35.         // 配网成功
  36.         info = [NSString stringWithFormat:@"%@: Success-You've added device %@ successfully!", NSStringFromSelector(_cmd), deviceModel.name];
  37.         [self appendConsoleLog:info];
  38.     }
  39. }

智能设备配网成功后就有了联网能力,就可以进行远程控制了。

(六)设备控制

设备激活后,就可以进行智能设备的控制,然后监听设备控制变化的回调。

1. 相关类

在进行设备控制之前,我们先了解下设备功能点的概念。

2. 设备功能点

功能点是对产品功能的抽象表示,是具体智能设备功能的抽象,用于描述产品功能及其参数。

• 功能点 ID:功能点的编码。设备与云端的功能数据通过功能点 ID 进行传输。

• 功能点名称:自定义的功能名称。

• 标识名:功能点 Code 值,用于 App 显示功能名称的多语言管理。支持字母、数字和下划线,以字母开头。

• 数据类型:

• 数据传输类型:

     |-可下发可上报:指令数据可以发送给设备,设备数据可以传输给云端。

     |- 只上报:数据只支持从设备传输给云端。

     |- 只下发:数据只支持从云端发送给设备。

TuyaSmartDeviceModel 类的 dps 属性(NSDictionary 类型)定义了当前设备的状态,称作数据点(DP 点)或功能点

dps 字典里的每个 key 对应一个功能点的 dpId,value 对应一个功能点的 dpValue,dpValue 为该功能点的值

产品功能点定义参见涂鸦开发者平台的产品功能,如下图所示:

发送控制指令按照以下格式:

{"<dpId>":"<dpValue>"}

根据后台该产品的功能点定义,如下:

示例代码

  1. - (void)publishDps {
  2.     // self.device = [TuyaSmartDevice deviceWithDeviceId:@"your_device_id"];
  3.     // self.device.delegate = self;
  4.    
  5.     NSDictionary *dps;
  6.     //设置dpId为1的布尔型功能点示例 作用:开关打开
  7.     dps = @{@"1": @(YES)};
  8.     //设置dpId为4的字符串型功能点示例 作用:设置RGB颜色为ff5500
  9.     dps = @{@"4": @"ff5500"};
  10.     //设置dpId为5的枚举型功能点示例 作用:设置档位为2
  11.     dps = @{@"5": @"2"};
  12.     //设置dpId为6的数值型功能点示例 作用:设置温度为20°
  13.     dps = @{@"6": @(20)};
  14.     //设置dpId为15的透传型(byte数组)功能点示例 作用:透传红外数据为1122
  15.     dps = @{@"15": @"1122"};
  16.     //多个功能合并发送
  17.     dps = @{@"1": @(YES), @"4": @(ff5500)};
  18.     [self.device publishDps:dps success:^{
  19.         NSLog(@"publishDps success");
  20.         //下发成功,状态上报通过 deviceDpsUpdate方法 回调
  21.     } failure:^(NSError *error) {
  22.         NSLog(@"publishDps failure: %@", error);
  23.     }];
  24. }

注意事项

• 控制命令的发送需要特别注意数据类型

比如功能点的数据类型是数值型(value),那控制命令发送的应该是 @{@"2": @(25)} 而不是 @{@"2": @"25"}

• 透传类型传输的 byte 数组是字符串格式(16 进制字符串)、字母需小写并且必须是偶数位

比如正确的格式是: @{@"1": @"011f"} 而不是 @{@"1": @"11f"}

功能点更多概念参见快速入门-功能点相关概念

3. 设备初始化和设备变化代理监听

需要通过 TuyaSmartHome 初始化一个 home 实例,然后调用接口 getHomeDetailWithSuccess:failure: 获取家庭的详情,同步过家庭的详情后,初始化设备才能成功。错误的设备 id 可能会导致初始化失败,此时设备的实例返回 nil。

  1. - (void)publishDps {
  2.     self.device = [TuyaSmartDevice deviceWithDeviceId:@"your_device_id"];
  3.     self.device.delegate = self;
  4.  
  5.     [self.device publishDps:@{@"1" : @{YES}} success:^{
  6.         NSLog(@"publishDps success");
  7.         //下发成功,状态上报通过 deviceDpsUpdate方法 回调
  8.     } failure:^(NSError *error) {
  9.         NSLog(@"publishDps failure: %@", error);
  10.     }];
  11. }
  12. #pragma mark - TuyaSmartDeviceDelegate
  13. /// dp数据更新
  14. - (void)device:(TuyaSmartDevice *)device dpsUpdate:(NSDictionary *)dps {
  15.     [self.tableView reloadData];
  16. }
  17. /// 设备信息更新
  18. - (void)deviceInfoUpdate:(TuyaSmartDevice *)device {
  19.    
  20. }
  21. /// 设备被移除
  22. - (void)deviceRemoved:(TuyaSmartDevice *)device {
  23.    
  24. }

三、总结

我们已经完成了一个 IoT App 对智能硬件设备的激活入网,设备控制等主要环节,通过上述的流程说明,相信你已经可以基于App SDK完成一个智能家居App的开发,感兴趣就去试试吧,有问题可以评论或者私聊!

四、参考

IoT App SDK 简介

Tuya Home SDK

Demo 链接

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