杰理芯片AC79——物联网远程点亮/关闭LED灯

news2024/11/24 7:05:54

杰理芯片的封装简直太香了（比STM32香多了），SDK也封装得很好，对于我这种手残党简直不要太友好。赶紧学起来，快速实现你想要的功能吧！

芯片选型

杰理AC79

资料文档

环境搭建以及点亮第一盏灯请访问：

官方文档：欢迎使用杰理 JieLi_AC79 开源项目文档 — JL Project Documentation (zh-jieli.com)

版本描述：本文SDK使用realse_1.2.0版本

需求描述

 现在有很多智能家居可以实现远程操作，本文实现需求：将LED灯的状态同步到阿里云物联网平台，再从平台上下发远程指令开灯和关灯。

实现原理

  1. 芯片连上WIFI，实现联网功能；
  2. 进入阿里云物联网平台，创建产品和设备，获得设备号和密码；
  3. 芯片通过MQTT协议将灯的状态同步到物联网平台；
  4. 在物联网平台设置灯的状态为开启或关闭（动手能力强的伙伴可以写个APP通过安卓MQTT或IOS来给实现芯片发指令哟~）

MQTT协议

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的消息传输协议，设计用于在低带宽和不稳定网络环境下进行高效的通信。以下是MQTT协议的主要特点：

发布/订阅模式：MQTT采用发布/订阅模式，其中客户端可以订阅一个或多个主题（Topic），而服务器则负责将消息发布到这些主题。这种模式使得多个客户端可以同时接收到感兴趣的消息。

轻量级：MQTT协议非常轻量级，协议头部信息很小，有效减少了网络传输的开销和数据流量。这使得MQTT非常适合在低带宽和有限资源的设备上使用，例如物联网设备。

QoS级别：MQTT支持三个不同的消息传输质量（QoS）级别：0、1和2。QoS级别决定了消息传输的可靠性和保证程度。较高的QoS级别会增加通信开销，但可以提供更可靠的消息传输。

可靠性和持久性：MQTT协议具有可靠性和持久性机制。客户端可以选择是否要求服务器保留未传递的消息，以便在客户端重新连接时重新发送。这确保了即使在网络中断或重新连接时，消息也不会丢失。

安全性：MQTT协议支持使用TLS/SSL进行加密和身份验证，以确保通信的安全性。这对于保护敏感数据和防止未经授权的访问非常重要。

总结而言，MQTT协议是一种灵活、可靠且适用于物联网应用的通信协议。它具有低开销、轻量级和可扩展等特点，使得它成为物联网设备之间进行高效通信的理想选择。

阿里云物联网平台配置

基本配置

其他物联网平台也可以，因为阿里云可以免费试用的，里面的公共实例也可以用，对个人开发者友好。绝对不是广告。

https://iot.console.aliyun.com/lk/summary/new 阿里云物联网平台：点此访问

阿里云参考的开发文档：如何调用Python的Paho MQTT类库将设备接入物联网平台_物联网平台(IoT)-阿里云帮助中心 (aliyun.com)

主要步骤：

  1. 创建产品、创建设备
  2. 获取设备证书
  3. 阅读SDK文档，下载Python版本DEMO（先用python调通SDK的订阅和发布，后续在杰理芯片调试时不易出错，千万别省，否则等会儿会各种错误）
  4. 修改Python DEMO中的示例代码，将自己的产品和设备填上去，调通订阅和发布（订阅和发布地址见下图）

 Python Demo 调试

＊＊＊运行pythonDEMO前必须要装依赖库，否则会报错＊＊＊

pip install paho-mqtt==1.6.1

Python DEMO　要修改的地方：

发送的JSON数据组织格式是参照从阿里云调试发过来的JSON数据来的：

data = {"method":"thing.service.property.post","id":"117116779",
                "params":{"PowerSwitch":1,"SprayLevel":27,"TargetHumidity":88},"version":"1.0.0"}

运行这个python文件，在设备中你就可以看到你设置的数据被更新到物联网平台了。

 从阿里云下发数据到设备

  1.  首先要运行上面的Python DEMO，不然你的设备不会在线，要设备在线才能发
  2. 点击【监控运维】-【在线调试】，选择你的设备和产品
  3. 点击【属性调试】，输入你要发的属性值
  4. 点击【设置】，然后你就可以看到运行Python DEMO控制台中有日志信息打印出来，就代表订阅调通了

订阅成功的日志如下：

publish msg: {"method": "thing.service.property.post", "id": "117116779", "params": {"PowerSwitch": 1, "SprayLevel": 27, "TargetHumidity": 88}, "version": "1.0.0"}
receive message ---------- topic is : /sys/k10phTLeV8n/Oy9fCp6wuH2zLcC9LJBB/thing/service/property/set
receive message ---------- payload is : {"method":"thing.service.property.set","id":"1991251952","params":{"PowerSwitch":0},"version":"1.0.0"}
reveice property_set command, need to post ---------- topic is: /sys/k10phTLeV8n/Oy9fCp6wuH2zLcC9LJBB/thing/event/property/post
reveice property_set command, need to post ---------- payload is: {"params":{"PowerSwitch": 0}}

杰理芯片配置

请阅读杰理AC79的文档，根据文档来做会快很多。需要阅读【模块例程】中【3. WIFI部分】和【8.网络协议】中关于MQTT CLIENT 部分。

文档连接：欢迎使用杰理 JieLi_AC79 开源项目文档 — JL Project Documentation (zh-jieli.com)

DEMO示例工程：fw-AC79_AIoT_SDK: Firmware for Generic WiFi & Bluetooth Combo SDK（AC79 series） (gitee.com)

芯片联网

杰理芯片是自带WIFI的，所以我们可以打开手机，开启热点，让杰理芯片来连接我们的热点网络。

需要修改的东西并不多：

  1. 在apps\demo\demo_DevKitBoard\include\app_config.h中开启WIFI网络功能，取消USE_DEMO_WIFI_TEST注释；
  2. 在apps\demo\demo_DevKitBoard\wifi_demo_task.c中修改下面几项：
#define STA_MODE_TEST   // 配置 STA模式

#define STA_SSID  "Sophia"           //配置 STA模式的SSID
#define STA_PWD  "Asdfghjkl"      //配置 STA模式的密码
#define CONNECT_BEST_SSID  1    //配置如果啟動WIFI后在STA模式下, 是否挑选连接记忆过的信号最优WIFI

运行DEMO示例发数据给阿里云

基于MQTT协议传输数据到阿里云，我们只需要修改修改Demo就能运行。

  1. 在apps\demo\demo_DevKitBoard\include\demo_config.h，取消USE_MQTT_TEST注释；
  2. 在apps\common\example\network_protocols\mqtt\main.c，修改mqtt_start函数中的配置；
static int mqtt_start(void)
{
    Client client;
    Network network;
    MQTTPacket_connectData connectData = MQTTPacket_connectData_initializer;
    MQTTMessage message;
    int err;
    int loop_cnt = 0;
    int temperature = 0;
    int humidity = 0;

    char sendbuf[256];
    char payload[256] = "{\"method\":\"thing.event.property.post\",\"id\":\"117116782\",\"params\":{\"PowerSwitch\":1,\"SprayLevel\":30,\"TargetHumidity\":30},\"version\":\"1.0.0\"}";
    //char payload[256] = "{\"id\":\"161848123\",\"version\":\"1.0\",\"params\":{\"PowerSwitch\":0,\"TargetHumidity\":30},\"method\":\"thing.event.property.post\"}";
    char *address = "iot-060abi48.mqtt.iothub.aliyuncs.com";
    char *username = "Oy9fCp6wuH2zLcC9LJBB&k10phTLeV8n";
    char *password = "b68c08d7be37a9f2e4635356e4d3ae541ecbf7048998aa0c29be7f5f65c23889";
    char *subscribeTopic = "/sys/k10phTLeV8n/Oy9fCp6wuH2zLcC9LJBB/thing/service/property/set";                      //订阅的主题
    char *publishTopic = "/sys/k10phTLeV8n/Oy9fCp6wuH2zLcC9LJBB/thing/event/property/post";   //发布消息的主题
    char *clientID = "k10phTLeV8n.Oy9fCp6wuH2zLcC9LJBB|securemode=2,signmethod=hmacsha256,timestamp=1711773288822|";

注意：MQTT配置可以在阿里云下图所示位置获得。

从阿里云接收数据点灯

接收MQTT的消息在函数static void messageArrived(MessageData *data)中，添加解析与点灯逻辑即可，示例代码如下：

    // 点灯
    cJSON * monitor_json = cJSON_Parse(temp);
    cJSON * params = cJSON_GetObjectItem(monitor_json,"params");
    cJSON * light_status = cJSON_GetObjectItem(params,"PowerSwitch");
    if(light_status->valueint){
        gpio_direction_output(IO_PORTC_00,1);
    }else{
        gpio_direction_output(IO_PORTC_00,0);
    }

注意：点灯和解析JSON需要在main.c文件中引用头文件；

#include "gpio.h"
#include "cJSON.h"

常见问题

  1. 设备同时只能一个客户端去连接在线，如果Python DEMO一直在运行，杰理芯片连不上的；
  2. 杰理芯片无法订阅和发布的可能原因有：MQTT示例中设备名称、账号密码、订阅地址、发布地址、发送的数据格式、以及USE_MQTT_TEST未在头文件中启用；
  3. 无法发布数据到阿里云时不要方，通过串口检查日志，搜索关键字“MQTT”相关的日志，看看MQTT有没有被启动，如果有“kill for mqtt”类似的，说明MQTT配置出错了，被芯片杀掉了，请按照第二条仔细检查MQTT的配置；
  4. 杰理芯片一定要先联网，进入STA模式，不联网是不能通过MQTT协议访问阿里云物联网平台的；
  5. 如果消息能发布到阿里云，但不能订阅成功。请先检查订阅地址是否正确，然后用阿里云的在线调试功能看串口是否能接收到数据，再排查是否是接收函数有问题。

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