目錄
項目一 初識物聯網雲平臺 1
任務一 了解雲平臺 1
知識一 物聯網架構 1
知識二 常見雲平臺 5
知識三 常見典型應用案例 6
任務二 創建一個雲平臺應用 10
知識一 雲平臺常用概念 10
實驗一 創建OneNET應用 12
任務三 選定一種協議 21
知識一 認識HTTP協議 21
知識二 物聯網設備特點及常見協議 25
知識三 各協議對比 28
任務四 API調試 29
知識一 HTTP報文 29
知識二 JSON數據格式 33
實驗一 API調試上傳數據點 37
實驗二 API調試操作數據流 43
思考與練習 46
項目二 基於HTTP協議的樹莓派CPU溫度監控繫統 48
任務一 學會使用簡單的Python語言 48
知識一 認識Python 48
實驗一 Python開發環境搭建 50
知識二 Python編程方式 55
知識三 Python基本語法 59
知識四 Python變量和數據類型 61
知識五 Python常見語句 64
知識六 函數 67
知識七 安裝庫文件 67
任務二 通過Python實現HTTP協議 69
實驗一 數據點上傳 69
實驗二 數據流查詢、更新、刪除 72
任務三 學會使用樹莓派 75
知識一 認識樹莓派 75
知識二 樹莓派繫統安裝 78
知識三 樹莓派常用軟件 83
任務四 樹莓派CPU溫度監控繫統 84
知識一 CPU溫度數據的存儲位置 85
知識二 通過Shell指令獲取CPU溫度數據 85
知識三 通過Python獲取溫度數據 87
實驗一 樹莓派CPU溫度監控繫統 88
思考與練習 91
項目三 基於EDP協議的遠程智能家居繫統 93
任務一 EDP協議調試 93
實驗一 創建EDP協議產品 94
實驗二 使用EDP調試軟件建立連接 95
實驗三 基於EDP調試軟件的數據上傳 99
實驗四 基於EDP調試軟件的命令下發 106
實驗五 基於EDP調試軟件的點對點通信 108
任務二 通過Python實現EDP協議 112
實驗一 建立連接 112
實驗二 數據上傳 117
實驗三 命令下發 123
實驗四 點對點通信 127
任務三 樹莓派控制硬件 132
實驗一 樹莓派控制點燈 132
實驗二 樹莓派采集溫濕度 136
任務四 基於EDP協議的遠程智能家居設計 138
實驗一 遠程溫濕度預警繫統 138
實驗二 遠程智能燈控制繫統 143
思考與練習 147
項目四 基於MQTT協議的溫濕度監測繫統 148
任務一 認識MQTT協議 148
知識一 MQTT協議 148
知識二 OneNET平臺不同版本的MQTT協議 152
任務二 基於模擬器的MQTT協議調試 153
知識一 token計算方法 153
實驗一 建立連接 155
實驗二 信息發布 158
實驗三 主題訂閱 160
實驗四 命令接收 163
任務三 基於Python的MQTT協議實現 166
知識一 庫文件 166
實驗一 建立連接 167
實驗二 發布信息 170
實驗三 訂閱主題/取消訂閱 173
實驗四 接收平臺下發命令 176
任務四 基於MQTT協議的溫濕度監測繫統設計 179
實驗一 基於樹莓派的溫濕度監測繫統 180
實驗二 基於樹莓派的遠程LED控制繫統 183
思考與練習 186
項目五 基於TCP透傳協議的工業信息化繫統 187
任務一 認識TCP透傳協議 187
知識一 TCP透傳協議 187
知識二 Lua腳本 188
實驗一 基於模擬器的TCP透傳協議調試 194
任務二 基於DTU的工業信息化繫統 200
知識一 認識DTU 200
知識二 DTU常用接口 201
實驗一 DTU參數配置及設備登錄 203
實驗二 基於DTU的工業繫統實現 208
思考與練習 211
參考文獻 212

前言
隨著“新基建”的提出，數字化革命的進程勢必進一步加速，並促進物聯網各層級涉及的新型基礎設施建設。雲平臺作為其中不可缺少的部分，發展越來越迅速，以阿裡巴巴、騰訊、三大運營商為代表的國內“巨頭”們都在這一領域有著重點部署。在物聯網領域，雲平臺的應用越來越廣，除了智能家居、智慧農業、智慧交通等傳統應用領域，工業領域的物聯網需求也越來越大。通過雲平臺對生產數據和能耗進行遠程監測、遠程控制生產等，不僅可以優化生產，還可以更好地實現個性化定制，是智能制造的發展趨勢。
教學目標
雲平臺開發究竟需要做什麼？本書以能夠選擇協議、懂協議參數、能夠進行代碼移植為教學目標，使學生經過項目化的學習，對HTTP協議、EDP協議、MQTT協議、TCP透傳協議有一個深入的理解，並通過模擬器調試、Python代碼移植、加入底層硬件的教學安排，由易到難，讓學生終可以采用不同協議自行搭建簡單的物聯網項目，實現底層硬件與雲平臺的信息交互。
本書內容
本書設置了5個項目。
項目一 初識物聯網雲平臺
本項目在介紹雲平臺相關概念的基礎上，搭建簡單的雲平臺應用，通過對協議的初步介紹，以常見的HTTP協議入手，進行網頁版API調試，實現數據上傳及完整的雲平臺應用開發。
項目二 基於HTTP協議的樹莓派CPU溫度監控繫統
本項目在項目一的基礎上，進行Python代碼移植，實現在Windows端的雲平臺數據交互，進一步將代碼移植到樹莓派硬件中，並將樹莓派硬件采集的信息上傳至雲平臺。
項目三 基於EDP協議的遠程智能家居繫統
本項目采用EDP協議，在完成調試工具調試的基礎上，進行代碼移植，實現數據的上傳和下發，並結合硬件繫統，實現傳感器數據雲端監測、遠程控制等功能。
項目四 基於MQTT協議的溫濕度監測繫統
本項目采用主流MQTT協議，在完成模擬器調試的基礎上，進行代碼移植，實現數據發布、訂閱、命令接收。在硬件繫統上，進行完整項目開發。
項目五 基於TCP透傳協議的工業信息化繫統
本項目基於TCP透傳協議，在調試工具實現數據透傳的基礎上，以DTU為硬件，在完成DTU配置後，連接RS-232接口，實現信息的交互。
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為什麼是OneNET平臺
長期以來，物聯網雲平臺教學更注重與底層硬件的關聯，對協議的關注較少。在脫離底層硬件後，學生自行開發的能力較弱。因此，本書選擇了並不隻針對教學的通用雲平臺。搭建雲平臺的企業很多，“巨頭”們都在布局，OneNET平臺是中國移動的產品，重點布局物聯網，並且協議種類多，開發難度適中，適合物聯網相關專業的學生、創客、物聯網開發人員進行學習。
為什麼是Python
本書在考慮采用哪種語言時，C語言、Python、C#等都曾在考慮範圍內，終選擇了Python。主要原因有以下幾方面：Python越來越熱門，語言本身優勢明顯；Python簡單易讀，在移植代碼方面，減少了復雜代碼對讀者理解協議的干擾，非常適合協議的學習；帶Python的硬件可以較為方便地實現機器視覺等人工智能場景。
為什麼是樹莓派
完整的物聯網繫統需要軟硬件的搭配使用。在選取底層硬件時，本書曾考慮過帶Wi-Fi模塊的單片機繫統，但是單片機一般采用C語言開發，也需要進行復雜的代碼移植。初學者在不熟悉協議的情況下，還要解析復雜的C語言代碼，很難做到兩者兼顧。樹莓派作為自帶操作繫統的硬件，在性能強大的同時，可以直接使用Python軟件，並且在Windows繫統上調試好的代碼，可以直接移植到底層硬件中。另外，樹莓派具有豐富的I/O口，使其在信息采集、外設控制方面非常方便，也使我們在教學過程中更關注雲平臺協議、架構等方面。
為什麼要用DTU
使用DTU的初衷與設置TCP透傳的初衷是一致的，對於一些不能重新開發、離散且距離遠的設備而言，采用DTU模式無疑是快實現數字化的方式。這類硬件隻需要進行配置，就可以實現與雲平臺進行信息交互的功能，使用非常方便。
本書的撰寫過程離不開企業人員的大力支持。在此，特別感謝中移物聯網開放平臺部OneNET資深工程師張鵬飛在協議、軟件方面的支持，本書所使用的EDP協議的SDK文件“edp_SDK”、Lua腳本均由其提供。同時，特別感謝中移物聯網開放平臺部OneNET運營經理李倫、黃浩、倪雪在資源協調、課程推廣，以及雲平臺架構等相關內容方面給予的幫助和支持。另外，感謝蘇州易泰勒電子科技有限公司軟件部門總監黃海鵬在軟件調試方面給予的幫助和支持，感謝蘇州易泰勒電子科技有限公司董事長夏興隆、蘇州貝亞特精密自動化機械有限公司總經理施東升在硬件方面給予的幫助。物聯網開發離不開網絡，強大的社區、豐富的資源為物聯網開發提供了便利。本書在撰寫過程中，也參考了大量的開源資料，在此也感謝在網絡上分享知識和問題解決方案的各位“大牛”，使得本書的編寫更加順利。
由於本人學識和水平所限，書中難免存在疏漏和不足之處，懇請廣大讀者批評指正。
編著者
 2020.4