微信小程序连接物联网（三）:微信小程序远程遥控宿舍开门 基于NodeMCU通过MQTT协议连接阿里云物联网平台
索引
这是用微信小程序遥控开门的系列文章，具体微信小程序连接物联网的代码在第三章提及。
微信小程序连接物联网（一）:初始化ESP8266 NodeMCU
微信小程序连接物联网（二）:NodeMCU Lua学习笔记
微信小程序连接物联网（三）:微信小程序远程遥控宿舍开门 基于NodeMCU通过MQTT协议连接阿里云物联网平台
微信小程序远程遥控宿舍开门
- 索引
- 前言
- 整个制作的耗材成本
- 源码下载地址
- 思路
- 1. 使用MQTT.fx客户端工具测试
- 2. Nodemcu连接阿里云物联网
- 3. 微信小程序连接物联网
- 4. 阿里云物联网M2M规则转发
- 完成的样子
前言
折腾宿舍远程开门的这两周里碰壁不少，还好功能实现了。我想还有很多和我有同一想法的人。所以记录过程下来供参考少走弯路吧。我不是电子专业的学生，且这个Nodemcu也没涉及到底层知识，文中有错误的地方欢迎指正。
整个制作的耗材成本
- Esp8266 NodeMCU Lua芯片（30元）
- MG90S舵机（12元）
- 迷你充电宝（6元）
- USB数据线
源码下载地址
收到很多做毕设的小伙伴私信，这里补上完整的项目源码：
https://gitee.com/koevas/IOT-wechat
思路
1. 使用MQTT.fx客户端工具测试
官网：MQTT.fx
阿里云文档（使用MQTT.fx接入物联网平台）:
https://help.aliyun.com/document_detail/140507.html
先在阿里云物联网平台创建一个产品，ProductKey为产品密钥
再创建两个设备
一个是宿舍门的被控端，用在nodemcu连接
一个是宿舍门的控制端，用在微信小程序连接
创建完设备获取到三元组，记录下来
在MQTT.fx上填写连接信息，用{}的变量请换成自己的三元组。
产品密钥：{ProductKey}
设备名字：{DeviceName}
设备密钥：{DeviceSecret}
Profile Name: Class_Door # 在MQTT.fx里的名字，随便写
Profile Type: MQTT Broker # 类型为MQTT代理
Broker Address: {ProductKey}.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com # 设备名 + 域名后缀
Broker Port: 1883 # MQTT协议的连接端口，默认为1883
Client ID: {DeviceName}|securemode=3,signmethod=hmacsha1|
用户名：
User Name: {DeviceName}&{ProductKey}
密码：
密码需经过HmacSHA1算法加密生成，可以用 在线加密解密工具 生成
加密所需的明文为：
clientId{DeviceName}deviceName{DeviceName}productKey{ProductKey}
加密所需的密钥为：
{DeviceSecret}
连接成功后订阅消息，然后在阿里云物联网在线调试上发送一条数据，测试有没有收到。
2. Nodemcu连接阿里云物联网
使用MG90S舵机，可以旋转角度为0-180°，产生的扭矩足够打开宿舍的门锁，电源接到esp8266的Vin、GND口。PWM信号线接到esp8266的D3口。
打开esplorer编写init.lua烧录进esp8266里
连接wifi代码
-- wifi config
station_cfg = {}
station_cfg.ssid = "gzta"
station_cfg.pwd = "12345678"-- wifi connect
print('Setting up WIFI...')
wifi.setmode(wifi.STATION)
wifi.sta.config(station_cfg)-- wifi eventmon
wifi.eventmon.register(wifi.eventmon.STA_CONNECTED, function(T)print("wifi connecting...")
end)wifi.eventmon.register(wifi.eventmon.STA_GOT_IP, function(T)print("wifi connect:" .. wifi.sta.getip())
end)wifi.eventmon.register(wifi.eventmon.STA_DISCONNECTED, function(T)print("wifi disconnect...")
end)
控制舵机旋转角度的代码，用于打开门锁，旋转3秒后恢复到原来的位置。
-- Open the door for 3 seconds
function DoorOpen()pin = 3-- 20 - 130pwm.setup(pin, 50, 40)pwm.start(pin)print("start move position")tmr.create():alarm(3000, tmr.ALARM_SINGLE, function()print("recover position")pwm.setduty(pin, 120)pwm.stop(pin)end)
end
完整代码如下：
更改自己的wifi配置、topic、物联网三元组即可
-- wifi config
station_cfg = {}
station_cfg.ssid = "gzta"
station_cfg.pwd = "12345678"-- topic
topic0 = "/a1UlGaNjWAO/Class_Door/user/message"-- aliyun IOT config
ProductKey = "换成自己的"
DeviceName = "换成自己的"
DeviceSecret = "换成自己的"mqttAddress = ProductKey .. ".iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com"
mqttPort = 1883
ClientID = DeviceName .. "|securemode=3,signmethod=hmacsha1|"
UserName = DeviceName .. "&" .. ProductKey
hmac_data = "clientId" .. DeviceName .. "deviceName" .. DeviceName .. "productKey" .. ProductKey
Password = crypto.toHex(crypto.hmac("sha1", hmac_data, DeviceSecret))-- wifi connect
print('Setting up WIFI...')
wifi.setmode(wifi.STATION)
wifi.sta.config(station_cfg)-- wifi eventmon
wifi.eventmon.register(wifi.eventmon.STA_CONNECTED, function(T)print("wifi connecting...")
end)wifi.eventmon.register(wifi.eventmon.STA_GOT_IP, function(T)print("wifi connect:" .. wifi.sta.getip())
end)wifi.eventmon.register(wifi.eventmon.STA_DISCONNECTED, function(T)print("wifi disconnect...")
end)-- aliyun iot connect
MQTT_connect_Flag = 0
myMQTT = mqtt.Client(ClientID, 120, UserName, Password)Connect_timer = tmr.create()
Connect_timer:alarm(1000, tmr.ALARM_SEMI, function()if myMQTT ~= nil thenprint("MQTT client connect...")myMQTT:connect(mqttAddress, mqttPort, 0, mqtt_connect, mqtt_disconnect)end
end)function mqtt_connect(client)print("mqtt connect success")myMQTT = clientMQTT_connect_Flag = 1client:subscribe(topic0, 0, function(client)print("subscribe success")end)Connect_timer:stop()
endfunction mqtt_disconnect(client, reason)print("mqtt connect Fail:" .. reason)MQTT_connect_Flag = 0Connect_timer:start()
end-- mqtt client offline event
myMQTT:on("offline", function(client)print("mqtt client offline event")Connect_timer:start()
end)-- mqtt client message event
myMQTT:on("message", function(client, topic, data)print(topic .. ":" .. data)t = sjson.decode(data)if t["method"] == "thing.service.DoorOpen" thenDoorOpen()end
end)-- Open the door for 3 seconds
function DoorOpen()pin = 3-- 20 - 130pwm.setup(pin, 50, 40)pwm.start(pin)print("start move position")tmr.create():alarm(3000, tmr.ALARM_SINGLE, function()print("recover position")pwm.setduty(pin, 120)pwm.stop(pin)end)
end3. 微信小程序连接物联网
需要用到两个js库，分别是
- MQTT的js库：
https://unpkg.com/mqtt/dist/mqtt.min.js - 官方库aliyun-iot-client-sdk的hmac-sha1算法库：
https://raw.githubusercontent.com/xihu-fm/aliyun-iot-client-sdk/master/lib/hex_hmac_sha1.js
主要流程：
- 新建一个小程序项目。复制mqtt.min.js和hex_hmac_sha1.js放到小程序项目的utils目录中，目录结构如下：
- 配置开发者后台socket 合法域名 为：wss://productKey.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com（替换productKey为自己的产品key）
核心的js代码参考了这篇博客，因为自己的宿舍小程序还有一些登录验证的代码，所以就不放出自己小程序完整的js代码了
var mqtt = require('../../utils/mqtt.min.js')
const crypto = require('../../utils/hex_hmac_sha1.js');
Page({data: {},// 发送开门指令，仅供参考，使用时请修改自己的topiccommand_opendoor(){var connectText = '{ "method": "thing.service.DoorOpen"}'client.publish('/a1UlGaNaaa/Door_Console/user/message', connectText, function (err){if (!err) {console.log('开门指令发送成功！');}})},onLoad: function () {this.doConnect()},doConnect(){const deviceConfig = {productKey: "替换",deviceName: "替换",deviceSecret: "替换",regionId: "cn-shanghai"};const options = this.initMqttOptions(deviceConfig);console.log(options)//替换productKey为你自己的产品的const client = mqtt.connect('wxs://productKey.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com',options)client.on('connect', function () {console.log('连接服务器成功')//订阅主题，替换productKey和deviceName(这里的主题可能会不一样，具体请查看后台设备Topic列表或使用自定义主题)client.subscribe('/productKey/deviceName/get', function (err) {if (!err) {console.log('订阅成功！');}})})//接收消息监听client.on('message', function (topic, message) {// message is Bufferconsole.log('收到消息：'+message.toString())//关闭连接 client.end()})},//IoT平台mqtt连接参数初始化initMqttOptions(deviceConfig) {const params = {productKey: deviceConfig.productKey,deviceName: deviceConfig.deviceName,timestamp: Date.now(),clientId: Math.random().toString(36).substr(2),}//CONNECT参数const options = {keepalive: 60, //60sclean: true, //cleanSession不保持持久会话protocolVersion: 4 //MQTT v3.1.1}//1.生成clientId，username，passwordoptions.password = this.signHmacSha1(params, deviceConfig.deviceSecret);options.clientId = `${params.clientId}|securemode=2,signmethod=hmacsha1,timestamp=${params.timestamp}|`;options.username = `${params.deviceName}&${params.productKey}`;return options;},/*生成基于HmacSha1的password参考文档：https://help.aliyun.com/document_detail/73742.html?#h2-url-1
*/signHmacSha1(params, deviceSecret) {let keys = Object.keys(params).sort();// 按字典序排序keys = keys.sort();const list = [];keys.map((key) => {list.push(`${key}${params[key]}`);});const contentStr = list.join('');return crypto.hex_hmac_sha1(deviceSecret, contentStr);}
})
前端界面(有点丑Emmm)：
4. 阿里云物联网M2M规则转发
由于MQTT协议里同一ClientID只能有一个连接，如果是用同一个ClientID 在不同地方登录，会先把最先登录的ClientID踢下线。所以微信小程序和NodeMCU不能共用一个设备。 既然如此，就将微信小程序和NodeMCU划分为两个不同设备。使用规则转发的方式通信。当微信小程序设备端发布消息时，NodeMCU端也同样能收到消息。
阿里云物联网平台官方文档：
基于规则引擎的M2M设备间通信
云产品流转概述
新建规则查询语句：
将微信小程序端收到的数据同时完整地转发给Nodemcu端
SELECT * FROM "/a1UlGaNaaa/Door_Console/user/message"
完成的样子
远程宿舍开门的功能需求简单，又无其他业务需求，就不需要利用到个人服务器保存什么数据了。所有操作只与阿里云的物联网平台交互
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