从硬件到软件，教你从零搭建智慧农业大脑
时间：2022-09-24 04:30:00
本文分享自华为云社区《作者：DS小龙哥 。
1. 硬件环境介绍
1.1 项目背景
近年来，物联网、智能家居、AI人工智能技术发送非常快。在物联网技术的支持下，农业逐渐走向现代化，自动化和智能农业生产已成为主流。告别刀耕火种的传统农业后，现代农业也在向智慧转型。目前，智能农业模式已深入农业生产的各个环节。灌溉、施肥、植物保护等细分将与物联网、信息技术等先进技术相结合，效率和效果将大大提高。
我们应该知道，所谓的智能农业是充分利用现代信息技术成果，整合计算机技术和网络技术、物联网技术、无线通信技术、专家智能和知识的应用，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾害预警等智能管理。因此，整合物联网的智能农业具有以下优势：
1、低成本化
众所周知，购买综合智能农业设备的成本很高，这对普通农民来说是难以承受的。因此，要实现综合智能农业，低成本智能农业设备将成为智能农业的趋势之一。
2.操作简单 智能农业的基础是为农业和农民服务。因此，要使农民更快地与智能农业接轨，就必须使系统易于操作和学习。我们应该知道，目前中国农民的普遍文化水平较低。只有简化操作，每个农民才能熟练操作。
智能农业也是一个很大的范围，比如: 智慧鱼塘、智慧温室、智慧园林、城市绿化、智慧果园等都属于智慧农业的范围。
有了智能设备的加持：可以实现自动浇水灌溉、实时检测土壤养分、水分、环境温度、自动补光等一系列联动操作。
本文利用华为云IOT物联网平台实践构建智能农业智能大脑，设备平台采用熊开发板搭载CPU是意法半导体STM32L431芯片是意大利半导体推出的低功耗芯片；根据种植区的空气温湿度数据，通过一些外部专业传感器，可以获取空气中的温湿度数据和光照度数据，判断是否灌溉。
1.2 实现功能
本项目是半导体使用意法STM32L431 ESP8266 WIFI ，与华为云物联网平台服务器合作，建立智能农业控制系统，结合外部传感器采集的数据，利用这些数据判断灌溉、补光等信息提示。
目前的项目考虑了学习和实践的目的ESP8266无线WIFI网卡作为网络设备，ESP8266便宜，支持串口编程，有标准套AT资料多，资料多，非常适合学习。可以通过ESP8266编程实验，了解TCP、MQTT网络编程相关知识点。
目前项目主要分为基础系统模块、温度采集模块、湿度采集模块、光照采集模块、无线传感器网络模块六个功能模块，OLED显示屏模块。
(1)基础系统模块:接收转发各种数据，控制扫水作业是否进行。浇水作业是用板载电机模拟的
(2)温度采集模块:采集监测区域的温度数据，传输到微控制器
(3)湿度采集模块:收集监测区域的湿度数据，传输到微控制器
(4)照明采集模块:收集监测区域的照明数据，传输到微控制器
(5)无线传感器网络模块:数据上传到云平台，数据发送交互等
（6）LCD显示屏模块：实时显示所监测到的各项数据
熊开发板的扩展板配备了光敏传感器、温湿度传感器和直流电机模块，可以轻松满足上述功能要求。
在本项目设备的源代码中，连接华为云MQTT协议是按照MQTT官方中文手册不依赖任何外部SDK，不依赖ESP只要能连接到华为云，8266设备就可以连接IOT，非常适合移植到其非常适合移植到其它单片机平台；STM32F1系列可直接参考代码移植。
华为云物联网平台提供API接口，可通过API开发配套上位机，方便数据查看、手动灌溉等操作。
提供的API除了查询设备属性信息外，还可以创建产品、设备，非常方便上位机的开发，从底层设备到云服务器再到应用APP完成三层数据交互的软件。
以下是开发的上位机APP运行效果。
本文主要完成三项任务：
(1)创建云产品和设备
(2)设备上云，完成服务器登录和数据上传
（3）手机APP、计算机上位机软件的开发可以通过云开发API接口与设备、服务器之前通讯
1.3 设备实物图
目前采用联网设备ESP8266(手上没有现成的NBIOT暂时使用模块ESP8266取代，核心原理相同)，将用于正常项目NBIOT数据传输源采用模块联网。
熊开发板设备相关实物图如下：
2. 创建IOT服务器端产品
在创建设备之前，需要先创建产品。产品是一个大框架，产品下可以有很多设备，可以通过华为云平台在应用层提供API创建设备，删除设备，查询设备属性。在制作产品时，软件端可以制作设备注册的指导界面，完成产品下的设备注册，然后将数据传输到设备端。这个过程被称为网络，具体的逻辑需要与设备端一起完成。最终完成自动化设备创建、注册、在线等操作。
以下是如何手动创建产品和设备，了解在创建产品和设备的过程中需要填写哪些参数，然后使用API更好地理解参数的含义。
2.1 创建产品
直接打开物联网产品页面：https://www.huaweicloud.com/product/iothub.html
打开产品页面，选择右上角创建产品。
根据自己的情况填写信息。就是填写自己产品的一些参数信息。
创建成功后，打开产品详细信息页面，拉到底部，点击创建自定义模型文件。
在这里创建模型文件主要是为了MQTT客户端可以正确上传传感器数据，每个传感器设置一个属性，表示传感器的数据值类型。
比如: 首先添加一个电机，即浇水电机，可以报告开关状态，云也可以发出控制电机的命令，因此需要添加属性和命令。
添加属性:
添加命令: 由于电机需要云远程控制。
接下来，创建温度、湿度和光照度传感器的属性。这些传感器只将数据上传到云不需要发送指令控制。选择只读。电机应首先实现远程浇水控制，并选择读写。
电机、温度、湿度、光强度共四个属性：
2.2 创建设备
选择设备页面，注册设备。
保持设备密钥等信息，然后登录服务器生成MQTT账号密匙需要用到这些参数。
目前创建的设备信息如下：
{ "device_id": "61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497", "secret": "1126626497" }2.3 生成MQTT登录帐户信息
官方微信提供的在线小工具：https://iot-tool.obs-website.cn-north-4.myhuaweicloud.com/
按提示填写数据，生成，非常方便。
当前生成的信息如下：
ClientId 61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497_0_0_2021123003 Username 61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497 Password b219f3a0099fa0284a2671a5c699b67a7cf6d5f7355d9ee8190011f3b64f71b53. 使用MQTT模拟客户端测试
验证服务器配置的目的OK，先使用MQTT连接测试客户端软件。
3.1 华为云IOT服务器地址及端口
端口: 1883 域名: a161a58a78.iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com IP地址: 121.36.42.100 3.2 订阅主题
在产品页面，可以看到主题管理页面，能看到当前设备可以订阅的主题有哪些。
一般订阅下发的数据:
格式: $oc/devices/{device_id}/sys/messages/down
//订阅主题: 平台下发消息给设备
$oc/devices/61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497/sys/messages/down
3.3 上报主题数据
官方文档介绍: https://support.huaweicloud.com/devg-iothub/iot_01_2127.html
服务ID，属性ID在产品页面查看，2.1小节创建产品里就讲了这个属性的作用。
每次可以单个属性上报，也可以一起上报。
格式: $oc/devices/{device_id}/sys/properties/report
//设备上报主题请求
$oc/devices/61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497/sys/properties/report
//上报的数据格式如下
//电机开状态反馈
{"services": [{"service_id": "motor","properties":{"motor":1}}]}
//电机关状态反馈
{"services": [{"service_id": "motor","properties":{"motor":0}}]}
//温度上报
{"services": [{"service_id": "motor","properties":{"SHT30_H":14}}]}
//湿度上报
{"services": [{"service_id": "motor","properties":{"SHT30_L":70}}]}
//光照强度上报
{"services": [{"service_id": "motor","properties":{"BH1750":80}}]}
//也可以一起上报
{"services": [{"service_id": "motor","properties":{"motor":1}},{"service_id": "motor","properties":{"SHT30_H":15}},{"service_id": "motor","properties":{"SHT30_L":70}},{"service_id": "motor","properties":{"BH1750":80}}]}
3.4 登录服务器
按照软件提示，填入相关数据即可。
如需要也需要使用和我一样的同款软件，打开百度搜索MQTT客户端_v2.4(协议3.1.1).exe 即可找到下载地址。
发送数据后查看云端，已经登录成功,数据已经上传成功。
3.5 下发命令
电机设备支持读写，支持下发命令，在设备页面测试。
点击确定之后，参看MQTT客户端软件，已经收到了下发的数据。
len:174,Data:l$oc/devices/61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497/sys/commands/request_id=390ce15d-6e69-4021-b83a-5e953eea874c{"paras":{"motor":1},"service_id":"motor","command_name":"motor"}
4. 设备端上华为云IOT
4.1 安装keil软件
MCU采用的STM32芯片，设备端代码编写开发就采用的keil5。
keil5安装包下载地址: http://www.myir-tech.com/download.asp
安装keil时，软件要放在英文目录下，电脑的用户名必须是英文，否则会出现一些奇怪问题。
安装过程中，根据提示下一步下一步点击即可。
4.2 编写代码
工程代码:
工程代码较多，这里就贴出main.c全部代码:
#include "main.h"
#include "stm32l4xx_hal.h"
#include "i2c.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
#include "E53_IA1.h"
#include "lcd.h"
#include "spi.h"
#include "mqtt.h"
#include "esp8266.h"
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */
void SystemClock_Config(void);
#define ESP8266_WIFI_AP_SSID "CMCC-Cqvn" //将要连接的路由器名称 --不要出现中文、空格等特殊字符
#define ESP8266_AP_PASSWORD "99pu58cb" //将要连接的路由器密码
//华为云IOT物联网服务器的设备信息
#define MQTT_ClientID "61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497_0_0_2021123003"
#define MQTT_UserName "61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497"
#define MQTT_PassWord "b219f3a0099fa0284a2671a5c699b67a7cf6d5f7355d9ee8190011f3b64f71b5"
//订阅与发布的主题
#define SET_TOPIC "$oc/devices/61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497/sys/messages/down" //订阅
#define POST_TOPIC "$oc/devices/61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497/sys/properties/report" //发布
//保存温湿度、光照强度
E53_IA1_Data_TypeDef E53_IA1_Data;
//显示文本
char lcd_text_str[50];
UART_HandleTypeDef at_usart;
//低功耗串口初始化
int32_t at_usart_init(void)
{
at_usart.Instance = LPUART1;
at_usart.Init.BaudRate = 115200;
at_usart.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
at_usart.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
at_usart.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
at_usart.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
at_usart.Init.Mode = UART_MODE_RX | UART_MODE_TX;
if(HAL_UART_Init(&at_usart) != HAL_OK)
{
_Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
// __HAL_UART_CLEAR_FLAG(usart, UART_FLAG_TC);
__HAL_UART_ENABLE_IT(&at_usart, UART_IT_IDLE);
__HAL_UART_ENABLE_IT(&at_usart, UART_IT_RXNE);
HAL_NVIC_EnableIRQ(LPUART1_IRQn); //使能USART1中断通道
HAL_NVIC_SetPriority(LPUART1_IRQn, 3, 3); //抢占优先级3，子优先级3
return 0;
}
unsigned char ESP8266_RecvBuf[MAX_RECV_CNT];
unsigned int ESP8266_Recv_cnt=0;
unsigned int ESP8266_Recv_flag=0;
void LPUART1_IRQHandler()
{
//接收到数据
if(__HAL_UART_GET_FLAG(&at_usart, UART_FLAG_RXNE) != RESET)
{
if(ESP8266_Recv_cntRDR & 0x00FF);
}
else
{
ESP8266_Recv_flag=1;
}
}
else if (__HAL_UART_GET_FLAG(&at_usart, UART_FLAG_IDLE) != RESET)
{
__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&at_usart);
ESP8266_Recv_flag=1;
}
}
void AT_SendData(unsigned char *p,unsigned int len)
{
int i=0;
for(i=0;iISR & 0X40) == 0); //循环发送,直到发送完毕
LPUART1->TDR = p[i];
}
}
char mqtt_message[200];
int main(void)
{
int i=0;
int cnt=0;
int motor_state=0;
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_I2C1_Init();
MX_SPI2_Init();
MX_USART1_UART_Init();
at_usart_init();
//初始化硬件
Init_E53_IA1();
LCD_Init();
LCD_Clear(BLACK);//清屏为黑色
LCD_ShowString(0, 00, 240, 32, 32, "Init ESP8266");//显示字符串，字体大小32*32
if(ESP8266_Init())
{
printf("ESP8266硬件检测错误.\n");
LCD_Clear(BLACK);//清屏为黑色
LCD_ShowString(0, 00, 240, 32, 32, "ESP8266 ERROR");//显示字符串，字体大小32*32
}
else
{
LCD_Clear(BLACK);//清屏为黑色
LCD_ShowString(0, 00, 240, 32, 32, "ESP8266 OK");//显示字符串，字体大小32*32
printf("准备连接到指定的服务器.\n");
//非加密端口
printf("WIFI:%d\r\n",ESP8266_STA_TCP_Client_Mode(ESP8266_WIFI_AP_SSID,ESP8266_AP_PASSWORD,"106.55.124.154",1883,1));
}
//2. MQTT协议初始化
MQTT_Init();
//3. 连接华为云IOT服务器
while(MQTT_Connect(MQTT_ClientID,MQTT_UserName,MQTT_PassWord))
{
printf("服务器连接失败,正在重试...\n");
HAL_Delay(500);
}
printf("服务器连接成功.\n");
//3. 订阅主题
if(MQTT_SubscribeTopic(SET_TOPIC,0,1))
{
printf("主题订阅失败.\n");
}
else
{
printf("主题订阅成功.\n");
}
while (1)
{
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin)==GPIO_PIN_RESET)//查询按键KEY1低电平
{
HAL_Delay(10);//消抖
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin)==GPIO_PIN_RESET)//查询按键KEY1低电平
{
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin,GPIO_PIN_SET);//亮
//补光灯亮
HAL_GPIO_WritePin(IA1_Light_GPIO_Port, IA1_Light_Pin, GPIO_PIN_SET);
//电机转
HAL_GPIO_WritePin(IA1_Motor_GPIO_Port, IA1_Motor_Pin, GPIO_PIN_SET);
motor_state=1;
}
}
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin)==GPIO_PIN_RESET)//查询按键KEY2低电平
{
HAL_Delay(10);//消抖
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin)==GPIO_PIN_RESET)//查询按键KEY2低电平
{
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin,GPIO_PIN_RESET);//灭
//补光灯灭
HAL_GPIO_WritePin(IA1_Light_GPIO_Port, IA1_Light_Pin, GPIO_PIN_RESET);
//电机停
HAL_GPIO_WritePin(IA1_Motor_GPIO_Port, IA1_Motor_Pin, GPIO_PIN_RESET);
motor_state=0;
}
}
cnt++;
HAL_Delay(10);
if(cnt>=100)
{
cnt=0;
E53_IA1_Read_Data();
printf("光照强度:%d %%\r\n", (int)E53_IA1_Data.Lux);
printf("湿度:%d %%\r\n",(int)E53_IA1_Data.Humidity);
printf("温度:%d ℃\r\n", (int)E53_IA1_Data.Temperature);
sprintf(lcd_text_str,"L: %d %%",(int)E53_IA1_Data.Lux);
LCD_ShowString(40, 50+10+32*1, 240, 32, 32,lcd_text_str);
sprintf(lcd_text_str,"H: %d %%",(int)E53_IA1_Data.Humidity);
LCD_ShowString(40, 50+10+32*2, 240, 32, 32,lcd_text_str);
sprintf(lcd_text_str,"T: %d C",(int)E53_IA1_Data.Temperature);
LCD_ShowString(40, 50+10+32*3, 240, 32, 32,lcd_text_str);
//切换引脚的状态
HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin);
//上传数据
sprintf(mqtt_message,"{\"services\": [{\"service_id\": \"motor\",\"properties\":{\"motor\":%d}},"
"{\"service_id\": \"motor\",\"properties\":{\"SHT30_H\":%d}},{\"service_id\": \"motor\",\"properties\":"
"{\"SHT30_L\":%d}},{\"service_id\": \"motor\",\"properties\":{\"BH1750\":%d}}]}",
motor_state,(int)E53_IA1_Data.Humidity,(int)E53_IA1_Data.Temperature,(int)E53_IA1_Data.Lux);
MQTT_PublishData(POST_TOPIC,mqtt_message,0);
//根据湿度自动灌溉
if((int)E53_IA1_Data.Humidity<50) //小于50自动灌溉
{
printf("自动灌溉....\n");
motor_state=1; //电机状态更新
//电机转
HAL_GPIO_WritePin(IA1_Motor_GPIO_Port, IA1_Motor_Pin, GPIO_PIN_SET);
}
}
//接收到数据
if(ESP8266_Recv_flag)
{
//如果是下发了属性,判断是开锁还是关锁
if(ESP8266_Recv_cnt>5)
{
ESP8266_RecvBuf[ESP8266_Recv_cnt]='\0';
//使用字符串查找函数
if(strstr((char*)&ESP8266_RecvBuf[5],"\"machine\":1"))
{
motor_state=1; //电机状态更新
//电机转
HAL_GPIO_WritePin(IA1_Motor_GPIO_Port, IA1_Motor_Pin, GPIO_PIN_SET);
printf("开启电机...\n");
}
else if(strstr((char*)&ESP8266_RecvBuf[5],"\"machine\":0"))
{
//电机停
HAL_GPIO_WritePin(IA1_Motor_GPIO_Port, IA1_Motor_Pin, GPIO_PIN_RESET);
motor_state=0;
printf("关闭电机...\n");
}
for(i=0;i
5. 上位机软件开发
上位机与设备之间通信，需要通过服务器完成，服务器提供了对应的API接口，所以对于上位机而言通信主要是对HTTP请求进行处理，返回的数据进行解析等操作。
当前的软件采用是采用QT设计的，实现了产品注册、设备注册、获取在线设备，获取设备属性，远程指令发送等主要功能。
访问华为云的接口都需要填一个X-Auth-Token参数，这个参数获取需要IAM账号，下面第一步就先介绍，如何创建IAM账号，如何获取X-Auth-Token参数。
5.1 创建IAM账户
创建一个IAM账户，方便接下来使用API接口访问华为云服务时，生成token登录密匙。
地址: https://console.huaweicloud.com/iam/?region=cn-north-4#/iam/users
账户创建好之后，代码里就可以编写一个获取Token的函数。
/*
功能: 获取token
*/
void Widget::GetToken()
{
//表示获取token
function_select=3;
QString requestUrl;
QNetworkRequest request;
//设置请求地址
QUrl url;
//获取token请求地址
requestUrl = QString("https://iam.%1.myhuaweicloud.com/v3/auth/tokens")
.arg(SERVER_ID);
//自己创建的TCP服务器,测试用
//requestUrl="http://10.0.0.6:8080";
//设置数据提交格式
request.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, QVariant("application/json;charset=UTF-8"));
//构造请求
url.setUrl(requestUrl);
request.setUrl(url);
QString text =QString("{\"auth\":{\"identity\":{\"methods\":[\"password\"],\"password\":"
"{\"user\":{\"domain\": {"
"\"name\":\"%1\"},\"name\": \"%2\",\"password\": \"%3\"}}},"
"\"scope\":{\"project\":{\"name\":\"%4\"}}}}")
.arg(MAIN_USER)
.arg(IAM_USER)
.arg(IAM_PASSWORD)
.arg(SERVER_ID);
//发送请求
manager->post(request, text.toUtf8());
}
5.2 查询设备列表
帮助文档地址: https://support.huaweicloud.com/api-iothub/iot_06_v5_0048.html
官方提供了API接口，可以直接获取产品下面的所有设备详细信息返回。
关于请求参数，返回结果的字段含义，在帮助文档里有详细介绍。
URL格式: /v5/iot/{project_id}/devices
示例:
https://iotda.cn-north-4.myhuaweicloud.com/v5/iot/0f2d61e43600f4e22f74c003616710bc/devices?product_id=6210e8acde9933029be8facf&is_cascade_query=false&limit=10&marker=ffffffffffffffffffffffff&offset=0
接口的在线调试地址：https://apiexplorer.developer.huaweicloud.com/apiexplorer/debug?product=IoTDA&api=ListDevices
返回的结果：
{
"devices": [
{
"app_id": "1af45e3938bb4482bc0be0a5cb3089e3",
"app_name": "DefaultApp_620esbs1",
"device_id": "6210e8acde9933029be8facf_dev2",
"node_id": "dev2",
"gateway_id": "6210e8acde9933029be8facf_dev2",
"device_name": "dev2",
"node_type": "GATEWAY",
"description": null,
"fw_version": null,
"sw_version": null,
"device_sdk_version": null,
"product_id": "6210e8acde9933029be8facf",
"product_name": "DHT11",
"status": "INACTIVE",
"tags": []
},
{
"app_id": "1af45e3938bb4482bc0be0a5cb3089e3",
"app_name": "DefaultApp_620esbs1",
"device_id": "6210e8acde9933029be8facf_dev1",
"node_id": "dev1",
"gateway_id": "6210e8acde9933029be8facf_dev1",
"device_name": "dev1",
"node_type": "GATEWAY",
"description": null,
"fw_version": null,
"sw_version": null,
"device_sdk_version": null,
"product_id": "6210e8acde9933029be8facf",
"product_name": "DHT11",
"status": "OFFLINE",
"tags": []
}
],
"page": {
"count": 2,
"marker": "6210efa980c60c11be19ead1"
}
}
上面的返回结果里通过JSON数组保存了设备信息，每一个设备就是一个独立的对象，上面的数据里返回了两个设备的信息，说明产品的目录下创建了两个设备。
应用层编写代码完成设备列表获取:
//查询所有设备
void Widget::Get_AllDevice()
{
//查询设备列表
function_select=1;
QString requestUrl;
QNetworkRequest request;
//设置请求地址
QUrl url;
//设备列表请求地址
requestUrl = QString("https://iotda.%1.myhuaweicloud.com/v5/iot/%2/devices?product_id=%3&is_cascade_query=false&limit=10&marker=ffffffffffffffffffffffff&offset=0")
.arg(SERVER_ID)
.arg(PROJECT_ID)
.arg(Product_id);
//设置数据提交格式
request.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, QVariant("application/json"));
//设置token
request.setRawHeader("X-Auth-Token",Token);
//构造请求
url.setUrl(requestUrl);
request.setUrl(url);
//发送请求
manager->get(request);
}
服务器返回的结果解析:
//查询设备列表
if(function_select==1)
{
//清空原来的设备列表
ui->comboBox->clear();
device_id_lis.clear();
//解析数据
QJsonParseError json_error;
QJsonDocument document = QJsonDocument::fromJson(replyData, &json_error);
if(json_error.error == QJsonParseError::NoError)
{
QJsonObject obj = document.object();
//判断是否是对象,然后开始解析数据
if(document.isObject())
{
QJsonObject obj = document.object();
if(obj.contains("devices"))
{
QJsonArray array=obj.take("devices").toArray();
for(int i=0;icomboBox->addItem(device_id);
qDebug()<<"device_id:"<
5.3 查询设备属性
（1）应用端查询设备属性的请求
帮助文档地址: https://support.huaweicloud.com/api-iothub/iot_06_v5_0034.html
（2）在线调试地址
接口的在线调试地址: https://apiexplorer.developer.huaweicloud.com/apiexplorer/debug?product=IoTDA&api=ListProperties
（3）设备端响应的数据格式
帮助文档: https://support.huaweicloud.com/api-iothub/iot_06_v5_3011.html
（4）使用总结
上位机APP向设备端请求查询设备属性时，设备端会收到如下的消息:
$oc/devices/6210e8acde9933029be8facf_dev1/sys/properties/get/request_id=5f359b5c-542f-460e-9f51-85e82150ff4a{"service_id":"DHT11"}
设备端需要解析这个字符串，得到里面的request_id=5f359b5c-542f-460e-9f51-85e82150ff4a 值。在向服务器回应时，要带上这个请求ID。
设备端响应的主题格式: $oc/devices/{device_id}/sys/properties/get/response/request_id={request_id}
示 例:
$oc/devices/6210e8acde9933029be8facf_dev1/sys/properties/get/response/request_id=6c36c85e-68e1-4d01-a2a3-b89f09bd0427
设备端响应的数据格式:
{"services": [{"service_id": "gps","properties":{"DHT11_t":12,"DHT11_h":33}}]}
应用端上位机收到设备端的响应数据:
"{\"response\":{\"services\":[{\"service_id\":\"temp\",\"properties\":{\"DHT11_t\":13,\"DHT11_h\":33.345}}]}}"
（5）应用端获取设备属性
//查询设备属性
void Widget::Get_device_properties()
{
//表示获取token
function_select=0;
QString requestUrl;
QNetworkRequest request;
//设置请求地址
QUrl url;
if(device_id_lis.size()<=0)
{
//显示错误代码
QMessageBox::information(this,"提示","未选择设备，请先获取设备列表\n选择设备后重试.",QMessageBox::Ok,QMessageBox::Ok);
return;
}
//获取token请求地址
requestUrl = QString("https://iotda.%1.myhuaweicloud.com/v5/iot/%2/devices/%3/properties?service_id=%4")
.arg(SERVER_ID)
.arg(PROJECT_ID)
.arg(device_id_lis.at(ui->comboBox->currentIndex()))
.arg(service_id);
//自己创建的TCP服务器,测试用
//requestUrl="http://10.0.0.6:8080";
//设置数据提交格式
request.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, QVariant("application/json"));
//设置token
request.setRawHeader("X-Auth-Token",Token);
//构造请求
url.setUrl(requestUrl);
request.setUrl(url);
//发送请求
manager->get(request);
}
（6）应用端解析数据
//查询设备属性
if(function_select==0)
{
//解析数据
QJsonParseError json_error;
QJsonDocument document = QJsonDocument::fromJson(replyData, &json_error);
if(json_error.error == QJsonParseError::NoError)
{
//判断是否是对象,然后开始解析数据
if(document.isObject())
{
QJsonObject obj = document.object();
if(obj.contains("response"))
{
QJsonObject obj1=obj.take("response").toObject();
if(obj1.contains("services"))
{
QJsonArray array=obj1.take("services").toArray();
}
}
}
}
return;
}
5.4 上位机开发环境搭建
上位机软件是采用QT开发的，Qt是一个1991年由QtCompany开发的跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架。它既可以开发GUI程序，也可用于开发非GUI程序，比如控制台工具和服务器。QT在发布 Qt 4.6 的同时，作为 Qt 开发跨平台 IDE 的Qt Creator也发布了更新版本。Qt Creator是一个用于Qt开发的轻量级跨平台集成开发环境。Qt Creator可带来两大关键益处：提供首个专为支持跨平台开发而设计的集成开发环境 (IDE)，并确保首次接触Qt框架的开发人员能迅速上手和操作。即使不开发Qt应用程序，Qt Creator也是一个简单易用且功能强大的IDE。
目前QT在嵌入式领域、桌面端都用的非常多，开发桌面，嵌入式的上位机还是非常方便。 嵌入式领域包括： 车机主机、嵌入式Linux设备等。
QT官网: https://resources.qt.io/cn
QT5.12.6安装包下载地址: https://download.qt.io/archive/qt/5.12/5.12.6/
QT学习专栏: https://blog.csdn.net/xiaolong1126626497/category_11400392.html
QT环境搭建文章：https://xiaolong.blog.csdn.net/article/details/120654599
6. 总结
整个项目的实现主要分为两个大部分：1. 设备上云 2. 应用侧的软件开发
（1）设备上云： 目前通过STM32、ESP8266已经完了华为云物联网云平台的连接，ESP8266上云的过程主要是MQTT协议的理解，目前采用的ESP8266没有内置MQTT协议相关的AT指令，需要自己实现MQTT协议，这个过程稍微麻烦一点，需要安装官网的MQTT协议手册拼接结构完成协议构造。对于设备端而言，只要是通信采用标准的MQTT协议，不管连接哪一个物联网云平台，过程是没有多大区别的。
（2）应用层软件开发： 应用侧软件开发主要是方便远程管理设备，目前华为云物联网平台没有提供在线web设计功能、没有提供公版的APP；所以，在设备上云之后，想要方便的对设备的属性进行查看，管理，都需要自己开发上位机才行。
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