《嵌入操作系统 – 玩转ART-Pi开发板》第7章 环境监测系统（一）
《嵌入操作系统 – 玩转ART-Pi开发板》第7章 环境监测系统（二）
7.4 数据上传到OneNET
7.4.1 OneNET简介
OneNET 平台是中国移动基于物联网产业打造的生态平台，具有高并发可用、多协议接入、丰富 API 支持、数据安全存储、快速应用孵化等特点，同时，OneNET 平台还提供全方位支撑，加速用户产品的开发速度。
OneNET平台是一个基于物联网产业特点打造的生态环境，可以适配各种网络环境和协议类型，现在支持的协议有LWM2M（NB-IOT）、EDP、MQTT、HTTP、MODBUS、JT\T808、TCP透传、RGMP等。用户可以根据不同的应用场景选择不同的接入协议。
OneNET 软件包是 RT-Thread 系统针对 OneNET 平台连接的适配，通过这个组件包可以让设备在 RT-Thread 上非常方便的连接 OneNet 平台，完成数据的发送、接收、设备的注册和控制等功能。
OneNET 软件包数据的上传和命令的接收是基于 MQTT 实现的，OneNET 的初始化其实就是 MQTT 客户端的初始化，初始化完成后，MQTT 客户端会自动连接 OneNET 平台。数据的上传其实就是往特定的 topic 发布消息。当服务器有命令或者响应需要下发时，会将消息推送给设备。
获取数据流、数据点，发布命令则是基于 HTTP Client 实现的，通过 POST 或 GET 将相应的请求发送给 OneNET 平台，OneNET 将对应的数据返回，这样，我们就能在网页上或者手机 APP 上看到设备上传的数据了。
下图是应用显示设备上传数据的流程图：
下图是应用下发命令给设备的流程图
7.4.2准备工作
在 OneNET 云上注册账号
设备接入 OneNET 云之前，需要在平台注册用户账号，OneNET 云平台地址：
https://open.iot.10086.cn
创建产品
账号注册登录成功后，点击开发者中心进入开发者中心界面；
点击创建产品，输入产品基本参数，如下图所示：
产品创建成功之后，可以在开发者中心的公开协议产品中找到刚刚创建的产品，点击产品名，可以看到产品的基础信息（如产品ID，接入协议，创建时间，产品 APIkey 等，后面有用）：
接入设备
在开发者中心左侧设备管理中点击添加设备按钮添加设备。
设备名称我们填入DHT11。鉴权信息是为了区分每一个不同的设备，如果创建了多个设备，要确保每个设备的鉴权信息都不一样，我们这里填入202104150903，填完之后点击接入设备。
添加 APIkey
接入设备之后，可以看到设备列表的界面多了一个设备，设备的右边有一些操作设备的按钮，点击查看详情按钮。
此设备的相关信息就都显示出来了，比如：设备 ID、鉴权信息、设备 APIkey，这些信息需要记下，在ENV配置时会用到。
点击按钮添加 APIkey，APIKey 的名称一般和设备相关联，我们这里填入DHT11_APIKey，关联设备默认为我们刚刚创建的设备DHT11。
到此，云端的操作暂时就完成了。
7.4.3开启OneNET软件包
打开 RT-Thread Settings，开启 onenet 软件包，勾选onenet 软件包后，进入 onenet 软件包的配置菜单按下图所示配置，里面的信息依据自己的产品和设备的实际情况填写。
【配置说明】
Enable OneNET sample ：开启 OneNET 示例代码
Enable support MQTT protocol ：开启 MQTT 协议连接 OneNET 支持
Enable OneNET automatic register device ：开启 OneNET 自动注册设备功能
产品ID ：配置云端创建产品时获取的产品ID
主/生产 Apikey ：配置云端创建产品时获取的产品APIKey
设备ID ：配置云端创建设备时获取的设备ID
身份验证信息 ：配置云端创建产品时 用户自定义的鉴权信息 (每个产品的每个设备唯一)
API密钥 ：配置云端创建设备时获取的 APIkey
7.4.4使用 OneNET
生成工程后，我们可以在工程的 onenet 目录下看到onenet_sample.c文件，该文件是 OneNET 软件包的示例展示，主要是展示用户如何使用 OneNET 软件包上传数据和接收命令。
在使用 OneNET 软件包之前必须要先调用onenet_mqtt_init这个命令进行初始化，初始化完成后设备会自动连接 OneNET 平台。
msh />onenet_mqtt_init
[D/onenet.mqtt] Enter mqtt_connect_callback!
[D/[mqtt] ] ipv4 address port: 6002
[D/[mqtt] ] HOST = '183.230.40.39'
[I/ONENET] RT-Thread OneNET package(V1.0.0) initialize success.
msh />[I/[mqtt] ] MQTT server connect success
[D/ onenet.mqtt] Enter mqtt_online_callback!
7.4.4.1上传数据
初始化完成后，用户可以调用onenet_upload_cycle这个命令周期性的往云平台上传数据。输入这个命令后，设备会每隔 5s 向数据流 temperature 上传一个随机值。并将上传的数据打印到 shell 窗口。
msh />onenet_upload_cycle
[D/ onenet.sample] buffer : {"temperature":22}
我们打开 OneNET 平台，在设备列表界面选择刚添加的设备并进入数据流展示页面。
点击temperature数据流左边的小箭头显示数据流信息，我们就可以看到刚刚上传的数据了。
如果用户想往别的数据流发送信息，可以使用以下 API 往云平台上传数据。
onenet_mqtt_publish_digit onenet_mqtt_publish_string命令格式如下所示：
onenet_mqtt_publish_digit 数据流名称 要上传的数据
onenet_mqtt_publish_string 数据流名称 要上传的字符串输入命令后没有返回错误信息就表示上传成功。示例如下:
msh />onenet_mqtt_publish_digit test 1
msh />onenet_mqtt_publish_string test 1
msh />onenet_mqtt_publish_digit test 2
msh />onenet_mqtt_publish_string test 17.4.4.2接收数据
在初始化时，命令响应回调函数默认指向了空，想要接收命令，必须设置命令响应回调函数，在 shell 中输入命令onenet_set_cmd_rsp,就把示例文件里的命令响应回调函数挂载上了，这个响应函数在接收到命令后会把命令打印出来。
msh />onenet_set_cmd_rsp我们点击设备列表界面的下发命令按钮。
就可以在 shell 中看到云平台下发的命令了。
7.4.4.3温湿度数据上传
以上是如何开启和简单使用OneNET，接下来需要将前面获取的温湿度进行上传，修改onenet_sample.c的代码：
#include <stdlib.h>
#include <onenet.h>
#include <wlan_mgnt.h>
#include "dht11_thread.h"
#define DBG_ENABLE
#define DBG_COLOR
#define DBG_SECTION_NAME "onenet.sample"
#if ONENET_DEBUG
#define DBG_LEVEL DBG_LOG
#else
#define DBG_LEVEL DBG_INFO
#endif /* ONENET_DEBUG */
#include <rtdbg.h>
#ifdef FINSH_USING_MSH
#include <finsh.h>
extern rt_dht11 dht11;
static int onenetOk = -1;
/* upload random value to temperature*/
static void onenet_upload_entry(void *parameter)
{
while (1)
{
if(onenetOk == 1)
{
//dht11
//temperature
if (onenet_mqtt_upload_digit("temperature", dht11.temp) < 0)
{
LOG_E("upload has an error, please check the network");
break;
}
else
{
LOG_D("buffer : {\"temperature\":%d}", dht11.temp);
}
rt_thread_delay(rt_tick_from_millisecond(2 * 1000));
//humidity
if (onenet_mqtt_upload_digit("humidity", dht11.humi) < 0)
{
LOG_E("upload has an error, please check the network");
break;
}
else
{
LOG_D("buffer : {\"humidity\":%d}", dht11.humi);
}
}
rt_thread_delay(rt_tick_from_millisecond(5 * 1000));
}
}
int onenet_upload_cycle(void)
{
rt_thread_t tid;
tid = rt_thread_create("onenet_send",
onenet_upload_entry,
RT_NULL,
2 * 1024,
RT_THREAD_PRIORITY_MAX / 3 - 1,
5);
if (tid)
{
rt_thread_startup(tid);
}
return 0;
}
//MSH_CMD_EXPORT(onenet_upload_cycle, send data to OneNET cloud cycle);
INIT_APP_EXPORT(onenet_upload_cycle);
int onenet_publish_digit(int argc, char **argv)
{
if (argc != 3)
{
LOG_E("onenet_publish [datastream_id] [value] - mqtt pulish digit data to OneNET.");
return -1;
}
if (onenet_mqtt_upload_digit(argv[1], atoi(argv[2])) < 0)
{
LOG_E("upload digit data has an error!\n");
}
return 0;
}
MSH_CMD_EXPORT_ALIAS(onenet_publish_digit, onenet_mqtt_publish_digit, send digit data to onenet cloud);
int onenet_publish_string(int argc, char **argv)
{
if (argc != 3)
{
LOG_E("onenet_publish [datastream_id] [string] - mqtt pulish string data to OneNET.");
return -1;
}
if (onenet_mqtt_upload_string(argv[1], argv[2]) < 0)
{
LOG_E("upload string has an error!\n");
}
return 0;
}
MSH_CMD_EXPORT_ALIAS(onenet_publish_string, onenet_mqtt_publish_string, send string data to onenet cloud);
/* onenet mqtt command response callback function */
static void onenet_cmd_rsp_cb(uint8_t *recv_data, size_t recv_size, uint8_t **resp_data, size_t *resp_size)
{
char res_buf[] = { "cmd is received!\n" };
LOG_D("recv data is %.*s\n", recv_size, recv_data);
/* user have to malloc memory for response data */
*resp_data = (uint8_t *) ONENET_MALLOC(strlen(res_buf));
strncpy((char *)*resp_data, res_buf, strlen(res_buf));
*resp_size = strlen(res_buf);
}
/* set the onenet mqtt command response callback function */
int onenet_set_cmd_rsp(int argc, char **argv)
{
onenet_set_cmd_rsp_cb(onenet_cmd_rsp_cb);
return 0;
}
MSH_CMD_EXPORT(onenet_set_cmd_rsp, set cmd response function);
/* onenet init*/
static void onenet_init_entry(void *parameter)
{
int result = -1;
while(1)
{
if (rt_wlan_is_connected())
{
result = onenet_mqtt_init();
if(result == 0)
{
onenetOk = 1;
break;
}
}
rt_thread_delay(5000);
}
}
int onenet_init(void)
{
rt_thread_t tid;
tid = rt_thread_create("onenet_init",
onenet_init_entry,
RT_NULL,
2 * 1024,
RT_THREAD_PRIORITY_MAX / 2 - 1,
5);
if (tid)
{
rt_thread_startup(tid);
}
return 0;
}
INIT_APP_EXPORT(onenet_init);
#endif /* FINSH_USING_MSH */主要添加了自动初始化OneNET，修改onenet_upload_entry()的内容，添加DHT11温湿度获取的功能。
值得注意的是，联网后才进行OneNET初始化，还可以优化的地方就是配置OneNET成自动化，在初始化中加入网络是否连接的判断，这样就不可不使用终端来打开OneNET，当然啦，上传数据也是如此。另外在上传每条记录后，需要有一定的延时，不然后面的信息上传不成功。
打开设备后，现象如下：
当然啦，最后调试成功后关闭打印信息，云端则可看到上传的数据。
7.4.5 OneNET创建应用
点击左侧 【应用管理】 然后点击 【创建应用】。
然后输入应用名称并点击 【创建】。
在弹出的窗口中编辑应用，可以拖动左侧元件库中的元件到中间的显示区域
点击要设置的元件可以在右侧的 属性和样式 窗口改变元件的属性。
最后的效果如下所示：
7.5 总结
最后，我们来总结下这个项目，整个过程很简单，数据采集，联网，数据上传，当然数据采集和联网可以并行，当联网成功后就可以进行数据传输。
笔者简单起见，这里就在网关上接个传感器来获得环境信息，如果读者朋友有兴趣可以单独将环境监测的部分提取出来，使用单独的板子获得更多的环境信息，或者使用ZigBee/BLE等组网来监测更多的信息和区域。
网关部分，使用ART-Pi一般能满足要求，这里只是简单的传输数据，如果有其他需求，可考虑换用其他网关。
本文使用的云服务是OneNET，当然也可使用其他云服务，阿里云也不错，资料也比较多。
好了，这个项目就到这里了，有兴趣的，一起来玩玩吧。
资源获取方法
1.长按下面二维码，关注公众号[嵌入式实验楼]
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