Arduino ESP8266&ESP32使用AliyunIoTSDK.h连接阿里云物联网平台_aliyuniotsdk库

1、AliyunIoTSDK简介

AliyunIoTSDK是arduino的一个库，可以在arduino的应用商店中搜索到这个库，当时版本不一定是最新的，而且下载的地址在国外，下载会比较久，有时还不能下载成功，我之前就在下载他的库的时候花费了大量的时间。
我这里提供基于AliyunIoTSDK库的开源项目地址：
https://github.com/xinyu198736/arduino-aliyun-iot-sdk
如果网站无法打开，可以使用我已经下载好的项目包：
链接：https://share.weiyun.com/urYMY5tN 密码：yr6d78

2、相关库安装

Arduino有非常多的已经写好库，我们使用Arduino开发ESP8266的时间只需了解库的使用即可，学过面向对象的语言如java、Python应该能很好的理解。其实，Arduino是基于C++语言开发的。

Arduino需要下载安装ArduinoJson, Crypto, PubSubClient, ESP8266库，这些库文件可以在ArduinoIDE上下载，这里不在展开。

我AliyunIoTSDK使用的是离线的安装方式，可以直接将下载好的项目负责到Arduino的项目文件保存地址。


根据开源项目的安装教程，安装PubSubClient成功后，有一个地方需要修改。

文件的地址同样在Arduino的项目文件夹下

3、阿里云创建产品，订阅发布

需要连接阿里云，首先应该在阿里云物联网平台上创建产品

像上图所示，我们在阿里云物联网平台上创建了一个产品，在产品里定义了一个led开关的功能，接下来我们只需发布上线，设备就可以连接上物联网平台了。

4、对开源的Arduino ESP8266源代码修改

阿里云平台搭建好后，只需将文章开头的AliyunIoTSDK库开源项目的代码复制过来进行一个简单的修改，项目的有详细的使用说明。



这里连接WiFi的时候，我选择的是手机的热点。

之前遇到有人问过我，“明明WiFi的名称和密码都正确，但是ESP8266无法连接WiFi。是什么原因呢？”
这时需要检查一下手机热点信息设置是否正确，WiFi名称需要以中文命名，手机热点AP频段选择2.4GHZ，设备标识默认、隐藏热点关闭。
我把我手机的热点信息附上。

如果是使用路由器无法连接的话，也重新检查一下路由器的设置，多到网上找找教程，我还没有使用路由器连接过WiFi，不管跟手机热点的设置是一样的。

当ESP8266成功连接上WiFi后，我们在阿里云物联网平台上重新刷新一下，便会发现平台提示连接成功。

5、使用阿里云点亮一个LED灯

使用阿里云物联网平台点灯需要在ESP8266绑定一个属性回调，名称要与设备功能一致。
还需要初始化LED，我之前走过一个坑，绑定LED后，没有初始化LED导致一直没有实现这个功能找了很久的bug，这里也将这个问题记录下。
善于运用串口调试可以快速并定位找到这种bug，作为开发者，快速解决bug的能力也是很重要的。我当时解决这个bug的时候就是使用串口调速，我将会把源代码在下面附上。

绑定属性回调后，需要根据需求编写回调的函数，其实，只要将开源项目的电源属性修改的回调函数修改一下即可，我修改后如下：

// 电源属性修改的回调函数
void powerCallback(JsonVariant p)
{
    int PowerSwitch = p["LEDSwitch"];
    if (PowerSwitch == 1)
    {
        //开灯
        Serial.println("LED_ON");
        digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
        
    }
    if (PowerSwitch == 0)
    {
      //关灯
      Serial.println("LED_OFF");
      digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
    }
}
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下面，我们使用阿里云开始点灯

6、设备向阿里云上传温度数据

我们要上传数据到阿里云，首先阿里云上的设备先要定义好温度这个功能，然后我们修改如下函数即可。

将修改好的程序下载到开发板上，我们就可以在阿里云查看设备上传的数据了。

7、项目源码

// 引入 wifi 模块，并实例化，不同的芯片这里的依赖可能不同
#include <ESP8266WiFi.h>
static WiFiClient espClient;

// 引入阿里云 IoT SDK
#include <AliyunIoTSDK.h>

// 设置产品和设备的信息，从阿里云设备信息里查看
#define PRODUCT_KEY "xxxxxxxxxx"
#define DEVICE_NAME "xxxxxxx"
#define DEVICE_SECRET "xxxxxxx"
#define REGION_ID "cn-shanghai"

// 设置 wifi 信息
#define WIFI_SSID "xxxxxxx"
#define WIFI_PASSWD "xxxxxxx"

// 温度
float f_temperature = 25.1;

void setup()
{
    Serial.begin(9600);
    
    // 初始化 wifi
    wifiInit(WIFI_SSID, WIFI_PASSWD);
    
    // 初始化 iot，需传入 wifi 的 client，和设备产品信息
    AliyunIoTSDK::begin(espClient, PRODUCT_KEY, DEVICE_NAME, DEVICE_SECRET, REGION_ID);

    // initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
    pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
    
    // 绑定一个设备属性回调，当远程修改此属性，会触发 powerCallback
    // AliyunIoTSDK::bindData("设备功能标识符", powerCallback);
    AliyunIoTSDK::bindData("LEDSwitch", powerCallback);
}

void loop()
{
    AliyunIoTSDK::loop();

    //每隔1秒发送一次数据
    delay(1000);
    
    // 发送一个数据到云平台，AliyunIoTSDK::send("设备标识符", 要发送的数据);
    AliyunIoTSDK::send("temperature", f_temperature);
}

// 初始化 wifi 连接
void wifiInit(const char *ssid, const char *passphrase)
{
    WiFi.mode(WIFI_STA);
    WiFi.begin(ssid, passphrase);
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
    {
        delay(1000);
        Serial.println("WiFi not Connect");
    }
    Serial.println("Connected to AP");
}

// 电源属性修改的回调函数
void powerCallback(JsonVariant p)
{
    int PowerSwitch = p["LEDSwitch"];
    if (PowerSwitch == 1)
    {
        //开灯
        Serial.println("LED_ON");
        digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
    }
    if (PowerSwitch == 0)
    {
      //关灯
      Serial.println("LED_OFF");
      digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
    }
}
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8、ESP32连接阿里云

ESP32是ESP8266的升级版本，拥有更加更加丰富的功能，更加多的IO接口，主频也随之增加。性能的增强的同时，价格也在增加，ESP32比ESP8266贵那么几十块钱。
我在做毕业设计的时候，遇到一个坑：使用ESP8266做主控，使用Arduino语言编程，代码量一旦大起来就会造成效率低下，而且运行时会出现比较多的bug，所以我果断放弃了ESP8266选择ESP32。现在回想起来，也许ESP8266只是一个WiFi模块，需要搭载一个MCU做IT指令收发即可，用来当一个独立的MCU还是有些过载了。

（1）核心代码——WiFi连接

AliyunIoTSDK因为是ESP8266的例程，所以在连接WiFi上需要使用ESP32的方式连接WiFi，其它则没有太大的变动。

#include <Arduino.h>
#include <WiFi.h>
static WiFiClient espClient;
const char* ssid     = "xxxx";         // Change this to your WiFi SSID
const char* password = "xxxxxxx";    // Change this to your WiFi password
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（2）参考例程

由于时间比较紧迫，我把我毕业设计的部分代码修改后做连接的参考例程：

/*
需要发送的json数据
{"A":25.5,"B":26.3,"C":11.2,"D":0.9,"E":11.1,"F":0.8,"G":11.1}
*/

#include <Arduino.h>
#include <WiFi.h>
static WiFiClient espClient;
const char* ssid     = "xxxxxxxxx";         // Change this to your WiFi SSID
const char* password = "xxxxxxxxxxxx";    // Change this to your WiFi password

// 引入阿里云 IoT SDK
#include <AliyunIoTSDK.h>
//设置产品和设备的信息，从阿里云设备信息里查看
//阿里云LED设备信息
#define PRODUCT_KEY "xxxxxxxxx"
#define DEVICE_NAME "xxxxxxxxx"
#define DEVICE_SECRET "xxxxxxxxxxx"
#define REGION_ID "cn-shanghai"

//引入json库
#include <ArduinoJson.h>
//定义数据变量
float temperature;
float humidity;
float solar_V;
float solar_A;
float batteryInt_V;
float batteryInt_A;
float light;

void setup() {
  //初始化串口0，设置波特率
  Serial.begin(9600);

  //连接网络
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED);

  // 初始化 iot，需传入 wifi 的 client，和设备产品信息
  AliyunIoTSDK::begin(espClient, PRODUCT_KEY, DEVICE_NAME, DEVICE_SECRET, REGION_ID);

    //这段代码测试WiFi连接情况使用
//  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
//        delay(500);
//        printf(".");
//    }
//  printf("\n");
//  Serial.print("Ip: ");
//  Serial.println(WiFi.localIP().toString());
//  Serial.print("mac: ");
//  Serial.println(WiFi.macAddress());
}


void loop() {
  // 检测串口缓冲区中是否有数据装入
  if (Serial.available()){
    StaticJsonDocument<200> doc;                    // 创建一个JSON文档对象
    char buffer[200];                               // 创建一个缓冲区来存储串口数据
    int length = Serial.readBytes(buffer, 200);     // 读取串口数据并将其存储到缓冲区中
    buffer[length] = '\0';                          // 添加字符串结束符
    deserializeJson(doc, buffer);                   // 解析JSON数据

    //获取json数据
    temperature   = doc["A"];
    humidity      = doc["B"];
    solar_V       = doc["C"];
    solar_A       = doc["D"];
    batteryInt_V  = doc["E"];
    batteryInt_A  = doc["F"];
    light         = doc["G"];

    //测试用，请勿删除
//    Serial.print("温度：");
//    Serial.println(temperature);
//    Serial.print("湿度：");
//    Serial.println(humidity);
//    Serial.print("太阳能电池板电压：");
//    Serial.println(solar_V);
//    Serial.print("太阳能电池板电流：");
//    Serial.println(solar_A);
//    Serial.print("电池电压：");
//    Serial.println(batteryInt_V);
//    Serial.print("电池电流：");
//    Serial.println(batteryInt_A);
//    Serial.print("光照值：");
//    Serial.println(light);

    AliyunIoTSDK::send("temperature",temperature);
    AliyunIoTSDK::send("humidity",humidity);
    AliyunIoTSDK::send("solar_V",solar_V);
    AliyunIoTSDK::send("solar_A",solar_A);
    AliyunIoTSDK::send("batteryInt_V",batteryInt_V);
    AliyunIoTSDK::send("batteryInt_A",batteryInt_A);
    AliyunIoTSDK::send("light",light);
    }
}

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