为 SIoT 写一个物联网设备管理插件
本帖最后由 木子呢 于 2021-4-9 11:14 编辑为 SIoT 写一个物联网设备管理插件
浙江省温州中学 谢作如
SIoT 是一款简单易用的 MQTT 服务器软件，也是“虚谷物联”项目的核心软件之一。SIoT 不用安装，也不用注册、设置，一键运行后，其他物联网设备（如掌控板）按照一定的规范接入即可正常使用。正因为这一点，SIoT 得到创客老师们的热捧，成为中小学物联网教学的重要支撑软件。
但是，能不能用 SIoT 做一个真实的物联网项目？比如智慧农场、校园气象站、门禁系统等。我们会发现，功能实现并不难，但管理设备不太方便。SIoT 毕竟是通用的 MQTT 服务器，在线设备管理之类的功能，只能自行开发，难度就有点大。因而，不禁冒出一个大胆的想法：能不能为 SIoT 编写一个插件，让这个通用的 MQTT 服务器变成可以商用的物联网系统管理平台？
一、为 SIoT 编写网页插件的可行性分析
作为 SIoT 的开发团队成员，我对 SIoT 的原理还是比较清楚的。SIoT 运行后，会启动两种网络服务，一是 MQTT 服务，作用是处理 MQTT 消息；二是 Web 服务，用来运行 Web 管理页面，实现在线管理。具体工作流程如图 1 所示。图 1 SIoT 的工作流程简介
SIoT 是一个绿色软件，主目录下文件夹“static”中存放的是 SIoT 的 Web 管理页 面，如图 2 所示。需要强调的是，SIoT 的 Web 管理页面和 SIoT 服务器之间是利用 WebAPI 的方式交互数据的。也就是说，和我们传统的动态网站开发方式不同，Web 管理页面并不是去读数据库，而是发送特定的 Web 请求，SIoT 再返回相应的数据，实现页面管理功能。这种软件设计能够将不同的网络服务隔离，开发效率更高。
图 2 SIoT 的文件目录
用记事本打开“static”中的 Html 文件，如“devices.html”。在源代码中可以看到其使用了目前最热门的 Web 前端框架 vue.js 技术，如图 3 所示。前端页面设计和后端数据隔离的，是现在最主流的 Web 开发模式。那么，我们的思路就呼之欲出了：只要在 SIoT 的管理页面上，按照既定的 API 规范，就能实现我们预设的功能了。如果同样采用 Vue.js 编写，那和现有的 Web 页面结合更加紧密。作为曾经开发过多个网站的资深网管，编写这样的页面，技术上不算太难。
图 3 devices.html 文件的代码
二、SIoT 的 API 功能简介
我曾经在 SIoT 的文档中，提供过一个有趣的范例，即在 PPT 和Doc 中插入超链接，就能通过 SIoT 控制掌控板的开灯、关灯，甚至可以和 Mind+中的角色互动。这一功能的实现，其实就是利用了 SIoT 提供的 WebAPI。只要通过浏览器访问特定的地址即可。
地址：http://SIoT 的IP:8080/publish？topic=xzr/001&msg=on&iname=siot&ipwd=dfrobot
这里的“SIoT 的IP”指运行 SIoT 的电脑 IP 地址，iname 和ipwd 要替换为 SIoT 的用户名和密码。
那么 SIoT 究竟提供了哪些 API？打开 SIoT 的使用文档，在“高级操作技巧”的“3.WebAPI”部分，可以看到具体的 WebAPI 清单，如表 1 所示。
表 1 SIoT 的 WebAPI 一览表
SIoT 文档地址：https://siot.readthedocs.io/
三、“智慧农场”管理插件的编写（文末附件）
我们准备利用 SIoT 来开发一个学校智慧农场的项目。这个项目事先定义了物联网协议MQTT 的各种细节，如每个物联网终端节点的名称为“sf”加局域网 IP 地址的尾号，终端上的传感器或执行器模块，用连接的引脚编号来命名，如 a0、d2。这样一来，每一个模块都有唯一的 TopicID，如“sf88/a0”表示名称为“sf88”的终端上的设备“a0”。
其中“a0”接光线传感器，“a1”接土壤湿度传感器，“d2”则接电磁阀。这个插件的作用，是要将所有的终端信息显示在一个页面上，并能够用网页按钮的方式进行浇水， 也就是给“sf88/d2”的 TopicID 发送特定的消息。
1） 第一步：新建网页复制“devices.html”文件，重命名为“sfarm.html”。然后在“modules”文件夹中，也将“devices.js”文件复制一份，改名为“sfarm.js”。当然，每一个页面上都要做好超级链接，这些都是最基础工作，不再赘述。
接下来需要修改“sfarm.html”文件。核心工作是修改“<section>”和“</section>”之间的内容。当然，这要求懂一点 HTML 语法和 Vue.js。我也是边读Vue.js 教程，边请教身边的专家，然后照猫画虎写的，如图 4 所示。
图 4 “sfarm.html”中修改后的代码
2） 第二步：编写 js 代码设计好网页后，最难的工作肯定是编写 js 代码。因为需要写的内容有点多，这里重点介绍“sendMsg_af”的函数。这是供“sfarm.html”上的按钮来使用的。如何实现“浇水”？其实就是发送一个内容为“1”的消息。sendMsg_af: function (af_topic, af_msg) {
var that = this;
if (this.loading == 1) {
return;
}
this.loading = 1;
app.get("/publish", {
topic: af_topic,
msg: af_msg,
}, function (res) {
that.loading = 0;
if (res.code != 1) {
app.alert(res.msg);
} else {
app.alert("指令发送成功");
}
})
}
3） 第三步：效果测试运行 SIoT，打开 Web 管理端，即可看到多了一个名为“智慧农场”的栏目。点击后， 就会看到所有的设备都列出来了，在一个表格中显示了最新的光照和土壤湿度数据，如图5 所示。点击“浇水”按钮，就能给相应的 TopicID 发送消息。
图 5 插件测试界面
四、插件编写给“虚谷物联”带来了新玩法
这个“智慧农场”插件一经展示，就赢得了很多老师的好评和关注。有希望提供开发教程的，也有提出新的需求的。毫无疑问，这种开发插件的形式，给“虚谷物联”带来了新拓展思路。比如：
1） 编写一个校园气象站的插件，在一个页面上呈现最新的温度、湿度、光照、风向、风速等信息。
2） 编写一个会议室门禁管理插件，可以远程开门，可以遥控空调，还可以显示摄像头画面呢。
3） 将智慧农场的管理功能，加在学校网页的某个栏目上，看起来就像定制开发的软件。
4）……
我始终认为，只有在真实的情境中应用，创客作品的制作，STEM 项目的研究才显得更有价值。给 SIoT 编写插件的最重要意义，在于将技术门槛降低了，物联网技术的应用显得越来越简单，开发真实应用不再困难。目前，SIoT 的开发人员已经准备在下一版优化代码，让编写插件的技术难度变得更低。到那个时间，相信会有越来越多的中小学智慧校园系统中，运行着中小学生自主编写的各种智能应用。
[*]附件
虚谷物联的生态越来越宽广 大彻大悟了，半夜学习 好教程，大大的学习了 好棒的教程！ 来学习了！ 不错的教程！棒！ 老谢牛逼
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