大家新年好，今天我就在這裡給各位拜年了，祝大家新年快樂，牛年大吉。
有兩三年的時間沒有發過文章，之前因為自己的一些原因沒有堅持下來，而透過這段時間的經歷使我更加堅定了自己想要走的路，希望以後能與各位共勉。
今天我們就來聊聊如何使用Python來做物聯網。。
搭建整套物聯網系統的方法有很多，最近四處搗鼓，使用python + 阿里雲搭建一套最簡單的物聯絡統，可以將微控制器上的資料透過阿里雲傳輸到PC端。
一丶基本結構
先看架構圖
框架.png
二丶裝置端接入物聯網終端是用的ESP32，是一款自帶藍芽和Wifi的微控制器。利用它可以直接接入網際網路，無需其他模組。當然你可以將現在流行的NB-Iot模組來聯網，不過需要自己寫一下驅動程式。我買的模組是支援micropython開發的，在淘寶上可以搜尋到，用起來很方便。有時間我會補上這一塊的初步教程。
ESP32模組.jpg
Micropython是可以在低端硬體上執行的python,可以使用python語言直接操作IO 和MCU的外設比如UART、I2C等，用起來非常方便，不要搭建複雜的開發環境，也不需要學習暫存器配置。作為一個對傳統MCU開發非常熟悉的硬體工程師來說，感覺操作起來非常簡單。目前Micropython已經支援很多硬體了，應該用比較廣泛的STM32部分系列也被支援。Micropython也已經支援很多常用的庫，比如藍芽，telnet，mqtt等。
ESP32 透過wifi 接入網際網路，使用mqtt協議接入阿里雲，將溫度資料上傳至阿里雲。在雲端透過訊息訂閱可以直接檢視溫度資訊。在PC端使用python呼叫MQTT協議，接入到阿里雲。但是PC端和ESP32在阿里雲上是兩個不同的裝置，需要透過阿里雲來轉發資訊，這樣PC就可以拿到ESP32上傳的資料了。
ESP32 上的程式碼如下：
Version:1.0 StartHTML:000000201 EndHTML:000053207 StartFragment:000009403 EndFragment:000053169 StartSelection:000009403 EndSelection:000053169 SourceURL:https://www.jianshu.com/p/f6b1936d6052
規則查詢語句：SELECT items.IndoorTemperature.value as IndoorTemperature FROM "/sys/use-your-productkey-here/Demo_01/thing/event/property/post" WHERE items.IndoorTemperature.value > 0三丶雲端設定
在雲端建立一個高階產品，並建立兩個裝置，以供ESP32 和PC連線。
device.JPG
需要在產品中定義一下功能。
device_define.JPG
雲端和裝置端都建立好了之後，可以檢視裝置執行狀態看到資料上傳
雲端資料檢視.JPG
這是檢視資料記錄得到的結果
雲端資料記錄.JPG
四丶PC端接入PC 端使用python模擬MQTT裝置登陸阿里雲訂閱訊息就行了，只要裝好python很快就可以實現，網上也有很多程式碼。程式碼的很大一部分就是在做三元組認證，可以將這部分稍微修改一下來計算ESP32 登陸時所需的PC端python程式碼如下：
# coding=utf-8import datetimeimport timeimport hmacimport hashlibimport mathtry: import paho.mqtt.client as mqttexcept ImportError: print("MQTT client not find. Please install as follow:") print("pip install paho-mqtt")# 設定連線資訊#Demo_02ProductKey = "*********"#使用你自己的ClientId = "2234" # 自定義clientIdDeviceName = "Demo_02"DeviceSecret ="************************************8**"#使用你自己的# 獲取時間戳（當前時間毫秒值）us = math.modf(time.time())[0]ms = int(round(us * 1000))timestamp = str(ms)# 計算密碼（簽名值）def calculation_sign(signmethod): data = "".join(("clientId", ClientId, "deviceName", DeviceName, "productKey", ProductKey, "timestamp", timestamp)) if "hmacsha1" == signmethod: # ret = hmac.new(bytes(DeviceSecret), # bytes(data), hashlib.sha1).hexdigest() ret = hmac.new(bytes(DeviceSecret, encoding="utf-8"), bytes(data, encoding="utf-8"), hashlib.sha1).hexdigest() elif "hmacmd5" == signmethod: # ret = hmac.new(bytes(DeviceSecret, encoding="utf-8"), # bytes(data, encoding="utf-8"), hashlib.md5).hexdigest() ret = hmac.new(bytes(DeviceSecret, encoding="utf-8"), bytes(data, encoding="utf-8"), hashlib.md5).hexdigest() else: raise ValueError return ret# ======================================================strBroker = ProductKey + ".iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com"port = 1883client_id = "".join((ClientId, "|securemode=3", ",signmethod=", "hmacsha1", ",timestamp=", timestamp, "|"))username = "".join((DeviceName, "&", ProductKey))password = calculation_sign("hmacsha1")print("="*60)print(strBroker)print("client_id:", client_id)print("username:", username)print("password:", password)print("="*60)# 成功連線後的操作def on_connect(client, userdata, flags, rc): print("OnConnetc, rc: " + str(rc))# 成功釋出訊息的操作def on_publish(client, msg, rc): if rc == 0: print("publish success, msg = " + msg)# 成功訂閱訊息的操作def on_subscribe(mqttc, obj, mid, granted_qos): print("Subscribed: " + str(mid) + " " + str(granted_qos))def on_log(mqttc, obj, level, string): print("Log:" + string)def on_message(mqttc, obj, msg): curtime = datetime.datetime.now() strcurtime = curtime.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S") print(strcurtime + ": " + msg.topic + " " + str(msg.qos) + " " + str(msg.payload)) on_exec(str(msg.payload))def on_exec(strcmd): print("Exec:", strcmd) strExec = strcmdif __name__ == '__main__': mqttc = mqtt.Client(client_id) mqttc.username_pw_set(username, password) mqttc.on_message = on_message mqttc.on_connect = on_connect mqttc.on_publish = on_publish mqttc.on_subscribe = on_subscribe mqttc.on_log = on_log mqttc.connect(strBroker, port, 120) # mqttc.loop_start() time.sleep(1) temperature =27.55 mqttc.subscribe("/sys/************/Demo_02/thing/service/property/set", qos=1) # 換成自己的 #send_mseg = '{"pm_25": %s,"area":"%s","time":"%s"}' % (0, 0, datetime.datetime.now()) #send_mseg = '{"id": "1234", "version": "1.0","params": {"IndoorTemperature": %s},"method": "thing.event.property.post"}'%(temperature) send_mseg = '{"params": {"IndoorTemperature": %s},"method": "thing.event.property.post"}' % (temperature) print('send_mseg is : ',send_mseg) mqttc.loop_forever()工作之餘瞭解了一下物聯網的發展，看到有意思的東西打算學一下，剛好看到了microPython，震驚之餘，決心做點小東西玩玩。
這套框架全部使用python實現，比我瞭解到的絕大多數物聯網方案要簡單太多，雖然有些開發首先，但是用來實現一些簡單設計應該是不成問題的，只要你會python，這套系統可以很快構建。當然python也是非常好學的，長期使用C語言的人根本不需要什麼學習就可以上手。