概述

CFIOT内置了丰富的API接口，以模块的形式类聚这些API接口，并导入到内置的LUA虚拟机，供用户的LUA脚本调用，用户可使用CFIOT云端通讯协议远程更新LUA脚本和管理虚拟机，如关闭、启动虚拟机，以及清除脚本等操作。

CFIOT支持多个LUA虚拟机并行运行，充分发挥多核CPU并行计算优势，虚拟机个数由用户的LUA脚本目录数决定，虚拟机之间可以相互通信。

CFIOT目前提供了json、basic、mqtt、hardware、websocket、media等LUA模块，基本满足用户业务逻辑开发要求，可根据用户需求定制特定LUA模块。

LUA语言

Lua 是一种轻量小巧的脚本语言，其设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。

轻量级: 它用标准C语言编写并以源代码形式开放，编译后仅仅一百余K，可以很方便的嵌入别的程序里。
可扩展: Lua提供了非常易于使用的扩展接口和机制：由宿主语言(通常是C或C++)提供这些功能，Lua可以使用它们，就像是本来就内置的功能一样。
其它特性:
- 支持面向过程(procedure-oriented)编程和函数式编程(functional programming)；
- 自动内存管理；只提供了一种通用类型的表（table），用它可以实现数组，哈希表，集合，对象；
- 语言内置模式匹配；闭包(closure)；函数也可以看做一个值；提供多线程（协同进程，并非操作系统所支持的线程）支持；
- 通过闭包和table可以很方便地支持面向对象编程所需要的一些关键机制，比如数据抽象，虚函数，继承和重载等。

Lua 教程：https://www.runoob.com/lua/lua-tutorial.html

LUA脚本目录

对于复杂的业务逻辑，我们建议用户的LUA脚本文件组织到不同的目录下，可以解耦和充分利用CPU计算资源，一个目录下可以存放多个后缀为.lua的脚本，有且仅有一个main.lua文件，main.lua是启动脚本，CFIOT内置的LUA虚拟机管理器，会为每一个目录创建LUA虚拟机，并首先启动main.lua这个脚本。

DEMO程序

我们提供了一个DEMO程序，包含两个目录app1和app2，分别存放一个main.lua文件。

app1下main.go

json = require("json")
basic=require("basic")
mqtt=require("mqtt")
hardware=require("hardware")
websocket=require("websocket")
media=require("media")
local Debug=true
local Timer1_data={count=0,name="Timer1"}
local Timer2_data={count=0,name="Timer2"}
local Gps_data={Longitude=0,Latitude=0,N_S="",E_W="",Speed=0,Direction=0,Mode="",DateTime=""}
local Parameters={}
local LuaVMName=this().LuaVMName--当前虚拟机的名称
function testWebsocket()--Websocket测试local websocket_OnMessage = function(msg)--消息处理函数local msgObj=json.decode(msg)local channel=msgObj.channelif channel~=nilthenlocal DeviceNo=msgObj.DeviceNolocal Data=msgObj.Datalocal info=channel..DeviceNo..json.encode(Data)websocket.SendMessage(info)    endendwebsocket.SetOnMessageHandler(LuaVMName,websocket_OnMessage)--设置消息处理回调函数websocket.SendMessage("testWebsocket")
end
function testMQTT()--MQTT测试if mqtt.WaitMQTTClientReady()--等待mqtt主通道准备好thenlocal MQTTSettings=mqtt.GetMQTTSettings()--获取MQTT参数设置mqtt.Publish(MQTTSettings.PublishTopic,0,false,json.encode(MQTTSettings))--采用默认发布主题推送mqtt参数mqtt.AddSubscribeTopic("CloudEmbedded/testlua")--订阅mqtt主题mqtt.AddSubscribeTopic("CloudEmbedded/testlua1")local mqtt_OnMessage = function(msg)--消息处理函数info=msg.Toppic .. ":" .. msg.Payloadmqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false,info)if (msg.Toppic=="CloudEmbedded/testlua1")thenmqtt.DeleteSubscribeTopic("CloudEmbedded/testlua1")--删除订阅主题end endmqtt.SetOnMessageHandler(LuaVMName,mqtt_OnMessage)--设置消息处理回调函数mqtt.Publish("CloudEmbedded/test123",0,false,"test")end
endfunction testJson()--json测试--[====[  json相关函数》json字符串转tablejson.decode(str)》table转json字符串json.encode(obj)]====]local FirmwareInfoStr=basic.GetFirmwareInfo()mqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false, FirmwareInfoStr)basic.print(FirmwareInfoStr,Debug)--打印固件信息FirmwareInfo=json.decode(FirmwareInfoStr)local Revisionstr=FirmwareInfo.Revision--固件版本号local ModuleState=FirmwareInfo.ModuleState--模块状态local IMEIstr=ModuleState.IMEI--模块序列号local CCIDstr=ModuleState.CCID--sim卡标识local CSQstr=ModuleState.CSQ--信号强度local CSQtimestr=ModuleState.CSQtime--信号时间local data={IMEI=IMEIstr,CCID=CCIDstr,CSQ=CSQstr,CSQtime=CSQtimestr,Revision=Revisionstr}mqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false, json.encode(data))
end
function testTimer()--定时器测试--[====[  定时器相关函数》增加定时器器AddTimer(name,Interval,Handler)name:定时器名字Interval:定时器间隔Handler:定时器执行函数》删除定时器DeleteTimer(name)》检测定时器是否存在TimerExist(name)》启动全部定时器StartTimer()》停止所有定时器StopTimer()注意：增加定时器器会自动执行StartTimer()，删除最后一个定时器后自动执行StopTimer()]====]--增加一个2秒间隔的定时器Timer1basic.AddTimer(LuaVMName,"Timer1",2000,function()Timer1_data.count=Timer1_data.count+1mqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false, json.encode(Timer1_data))end)--增加一个5秒间隔的定时器Timer2local Timer2=function()Timer2_data.count=Timer2_data.count+1mqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false,json.encode(Timer2_data))endbasic.AddTimer(LuaVMName,"Timer2",5000,Timer2)--增加一个1秒间隔的定时器deleteTimerbasic.AddTimer(LuaVMName,"deleteTimer",1000,function()if (Timer1_data.count>=10)thenTimer1_data.count=0basic.DeleteTimer(LuaVMName,"Timer1")mqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false, "Delete Timer1")endif (Timer2_data.count>=10)thenTimer2_data.count=0basic.DeleteTimer(LuaVMName,"Timer2")mqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false, "Delete Timer2")endif (not basic.TimerExist(LuaVMName,"Timer1") and not basic.TimerExist(LuaVMName,"Timer2"))thenbasic.DeleteTimer(LuaVMName,"deleteTimer")mqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false, "The timers are all deleted")endend)
end
function testHardware()--测试硬件--[====[  》发送AT指令SendAt(cmd,Formatter,Timeout)cmd:AT指令内容Formatter:格式化标签，将AT响应内容格式化，如果为空，则返回原始数据，需要手动编写格式化函数Timeout:AT响应内容超时时间，单位毫秒，连续响应数据超时返回》发送字符短信SendSMS(No,Content)No:短信号码Content：短信内容》设置短信处理回调函数SetOnSMSHandler(fn)》设置gps处理回调函数SetOnGPSHandler(fn)]====]mqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false, "testHardware")local atResponseStr=hardware.SendAt("at+cgsn\r","",100)local Revisionstr=hardware.SendAt("ati\r","Revision",100)local IMEIstr=hardware.SendAt("at+cgsn\r","imei",100)local CCIDstr=hardware.SendAt("at+qccid\r","ccid",100)local CSQstr=hardware.SendAt("at+csq\r","CSQ",100)local data={IMEI=IMEIstr,CCID=CCIDstr,CSQ=CSQstr,cgsnResponse=atResponseStr,Revision=Revisionstr}mqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false, json.encode(data))hardware.SendSMS("15395016712","send sms")local LteModule_OnSMS = function(msg)--短信处理函数local info="sms:" .. msg.No .. ":" .. msg.Contentmqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false,info)endhardware.SetOnSMSHandler(LuaVMName,LteModule_OnSMS)--设置短信处理回调函数local GPSModular_OnGPS = function(data)--gps处理函数Gps_data.Longitude=data.LongitudeGps_data.Latitude=data.LatitudeGps_data.N_S=data.N_SGps_data.E_W=data.E_WGps_data.Speed=data.SpeedGps_data.Direction=data.DirectionGps_data.Mode=data.ModeGps_data.DateTime=data.DateTimemqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false,json.encode(Gps_data))endhardware.SetOnGPSHandler(LuaVMName,GPSModular_OnGPS)--设置gps处理回调函数hardware.SetSerialDataRoute(1)--设置串口数据路由，0：服务器，1：lua虚拟机local Hardware_OnEvent= function(data)--硬件事件回调函数local portName=data.portNamelocal EventName=data.EventNamelocal Message=data.Messagelocal info=portName ..":".. EventName .. ":" .. Messagemqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false,info)endhardware.SetHardwareOnEvent(LuaVMName,Hardware_OnEvent)local Serial1_OnData= function(data)--串口1数据处理函数--16进程字符数组 data.hexArray--byte数组data.byteArray--local info="Serial1_OnData:" .. data.hexprint(data.hexArray,data.byteArray)--mqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false,info)endhardware.SetSerialWriteDataSleep("Serial1",30)--设置串口发送数据包后延迟时间，单位毫秒，延时是在CFIOT固件中执行，防止粘包hardware.SetSerialOnDataHandler(LuaVMName,"Serial1",Serial1_OnData)hardware.SerialOpen("Serial1",9600,8,"None",1)--打开串口1hardware.SerialWriteData("Serial1","01 05 00 00 FF 00 8C 3A")hardware.SerialWriteData("Serial1","01 05 00 00 00 00 CD CA")hardware.SerialWriteDataByte("Serial1",{0x01,0x05,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x8C,0X3A})hardware.SerialWriteDataByte("Serial1",{0x01,0x05,0x00,0x00,0x00,0x00,0xCD,0XCA})
end
function testVMMessage()--测试虚拟机收发消息local VM_OnMessage= function(data)--接收其他虚拟机消息函数mqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false,json.encode(data))endbasic.SetOnMessageHandler(LuaVMName,VM_OnMessage)local msg={Source=LuaVMName,Dst="app2"}basic.SendMessage(LuaVMName,"app2",msg)--给app2虚拟机发消息
end
function testMedia()--测试摄像机，拍照、推流等media.SearchAllIPCamera()--onvif搜索摄像机media.GetIPCameraParameters("")--获取摄像机信息，json字符串media.GetIPCameraState("")--获取摄像机状态信息，json字符串media.Screenshot("007D50117625","SecondStreamProfileToken_640_352","testScreenshot","/Media")--摄像机拍照media.VideoRecording("007D50117625","SecondStreamProfileToken_640_352","testVideoRecording","/Media",10,"flv")media.StartPushStream("007D50117625","SecondStreamProfileToken_640_352","rtmp://tx.direct.huya.com/huyalive/1199558764847-1199558764847-6888343667394952147-2399117653150-10057-A-1603817515-1?seq=1605155499051&type=simple","","","")
end
function Start()--[[basic.Sleep()延时函数请慎用，不应该出现在定时器、回调函数里，只能用于初始化阶段]]basic.SetDebug(LuaVMName,Debug)--当开启Debug模式，虚拟机运行异常信息会上行到主要上传通道basic.SetWatchdogTimeout(LuaVMName,300)--设置看门狗超时，单位秒,>=20，喂狗信号超时会导致虚拟机重启--增加一个2秒间隔的定时器MainTimer,可以作为主控制线程basic.AddTimer(LuaVMName,"MainTimer",2000,function()basic.Watchdog(LuaVMName,1)--发送看门狗信号end)Parameters=json.decode(basic.GetParameters())--固件参数if(Parameters.ServerSettingsData.ProtocolType==3)--判断上传通道的协议类型，后续上传数据要根据这个协议类型选择相应的通道thentestWebsocket()elseif(Parameters.ServerSettingsData.ProtocolType==4)thentestMQTT()elseendbasic.Sleep(30000)--延时60秒testJson()testTimer()basic.Sleep(60000)--延时60秒testHardware()testVMMessage()testMedia()
endStart()

app2下main.lua

json = require("json")
basic=require("basic")
mqtt=require("mqtt")
hardware=require("hardware")
local Debug=true
local LuaVMName=this().LuaVMName--当前虚拟机的名称function Start()basic.SetDebug(LuaVMName,Debug)--当开启Debug模式，虚拟机运行异常信息会上行到主要上传通道basic.SetWatchdogTimeout(LuaVMName,300)--设置看门狗超时，单位秒,>=20，喂狗信号超时会导致虚拟机重启--增加一个2秒间隔的定时器MainTimer,可以作为主控制线程basic.AddTimer(LuaVMName,"MainTimer",2000,function()basic.Watchdog(LuaVMName,1)--发送看门狗信号end)mqtt.WaitMQTTClientReady()--等待mqtt主通道准备好--测试虚拟机收消息local VM_OnMessage= function(data)--接收其他虚拟机消息函数mqtt.Publish("CloudEmbedded/lua/print",0,false,json.encode(data))local msg={Source=LuaVMName,Dst="app1"}basic.SendMessage(LuaVMName,"app1",msg)--给app1虚拟机发消息endbasic.SetOnMessageHandler(LuaVMName,VM_OnMessage)
endStart()

开发步骤

首先我们要使用云端通讯协议来控制CF-IOT设备下载您的LUA脚本固件，并启动LUA虚拟机运行脚本，LUA脚本固件应使用ZIP压缩包格式。

为了方便调试，我们将设备协议类型设置为MQTT,采用一台免费并可网页调试的MQTT服务器来完成相关功能测试。

MQTT调试网址：http://mqtt.p2hp.com/websocket/

CF-IOT云端通讯协议调试：https://blog.csdn.net/c1991786907/article/details/109570972

在MQTT调试页面，设置好订阅主题和发布主题，首先下发开发者密钥，鉴权成功后，我们就可以使用LUA虚拟机相关协议来调试和运行LUA脚本。

将以上demo程序压缩为zip格式文件，文件名可以随意，压缩包内目录结构如下：

下载LUA脚本

{"channel": "LuaVM_Upgrading","DeviceNo": "864977047765106","Data": {"URL": "http://www.***/lua.zip"}
}

下载结果会以事件上行

{"channel": "LuaVM_onEvent","DeviceNo": "862607059076223","Data": {"EventName": "LuaVM_Upgrading_Success","Message": ""}
}

启动虚拟机

{"channel": "LuaVM_Load","DeviceNo": "862607059076223","Data": null
}

停止虚拟机

{"channel": "LuaVM_Stop","DeviceNo": "862607059076223","Data": null
}

脚本清除

{"channel": "LuaVM_Clear","DeviceNo": "862607059076223","Data": null
}

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