物联网智能家居基本方法实现之经典

     今天主要和大家聊一聊，智能家居物联网的实现，今天主要使用Qt开发智能家居的一个物联应用。可以利用云服务远程控制设备并与设备通信。本文将实现远程点亮开发板的LED作为一个实例。​

     在生活中，我们可以使用WIFI智能插座，来远程控制家电设备。例如，远程开热水器，远程打开空调，窗帘等。其实这些设备的原理就是将WIFI插座注册到云服务器上，然后通过手机的APP来访问云服务，来控制WIFI插座。

第一：基本硬件介绍

    需要一个ESP8266串口转WIFI模块以及需要加上一个USB-TTL模块。USB线可以接入电脑，使用串口调试此模块。

     注意：如果使用其他wifi模块,需要刷接入云的固件才能接入服务器。

     

第二：测试WIFI模块功能  

    要实现物联网的功能，需要使用ESP8266 WIFI模块。先测试WIFI模块是否能够正常使用， 是否能够正常连接服务器。

     在云端对设备先进行设计，取好名字和设备号。    

     使用WIFI模块串口通信的波特率为115200，在Ubuntu上设置WIFI模块时，一般串口名称为“ttyUSB0”，默认是没有 权限访问这个/dev/ttyUSB0 设备的。所以我们需要使用下面的指令修改权限。

sudo chmod 777 /dev/ttyUSB0

第三：代码实现的具体方法

#include "esp8266.h"#include <unistd.h>#include <QDebug>Esp82266::Esp82266(QWidget *parent){ Q_UNUSED(parent) /* 串口对象，用于与 Esp8266 模块通信 */ serialPort = new QSerialPort(this);​ /* 定时器对象，用于定时发送设备在线的心跳包 */ timer = new QTimer();​ /* led 对象，用于串口接收到云发过来的数据，然后控制板子的 LED */ led = new Led(this);​ /* 设置串口名 */#if __arm__ serialPort->setPortName("ttymxc2");#elseserialPort->setPortName("ttyUSB0");#endif​/* 设置波特率 */ serialPort->setBaudRate(115200);​/* 设置数据位数 */ serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8);​/* 设置奇偶校验 */ serialPort->setParity(QSerialPort::NoParity);​ /* 设置停止位 */ serialPort->setStopBits(QSerialPort::OneStop);​ /* 设置流控制 */ serialPort->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);​ if (!serialPort->open(QIODevice::ReadWrite)) qDebug()<<"串口无法打开！可能正在被使用！"<<endl; else { qDebug()<<"串口打开成功！"<<endl; }​ /* 开始连接云 */ connectToClound();​ connect(serialPort, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(serialPortReadyRead()));​ connect(timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(onTimerTimeOut()));}​ void Esp82266::serialPortReadyRead() { /* 接收缓冲区中读取数据 */ QByteArray buf = serialPort->readAll();​ QString temp = QString(buf); readData.append(temp); qDebug()<<temp<<endl;​ if (readData.contains("ready")) { /* 如果复位成功 */ sendCmdToEsp8266("AT+CWMODE=1"); readData.clear();}​ if (readData.contains("OK") && readData.contains("AT+CWMODE")) { qDebug()<<"设置 STA 模式成功"<<endl; sendCmdToEsp8266("AT+CWJAP=\"ALIENTEK-YF\",\"15902020353\""); qDebug()<<"开始连接 WIFI"<<endl; readData.clear(); }​ if (temp.contains("WIFI GOT IP")) { qDebug()<<"连接 WIFI 成功"<<endl;sleep(2);/* 原子云的设备号及密码 */ sendCmdToEsp8266("AT+ATKCLDSTA=\"02314701717851074890\",\"12345678\""); qDebug()<<"开始连接云请等待"<<endl; }​ if (temp.contains("CLOUD CONNECTED")) { qDebug()<<"连接云成功"<<endl; sleep(2); /* 15s 就发送一次心跳包 */ timer->start(15000);}​ if (temp == "开") led->setLedState(true); else if (temp == "关") led->setLedState(false);​}​ Esp82266::~Esp82266(){ serialPort->close(); delete timer; timer = nullptr;}​ void Esp82266::sendCmdToEsp8266(QString cmd){ cmd = cmd + "\r\n";​ QByteArray data = cmd.toUtf8(); serialPort->write(data);}​void Esp82266::connectToClound(){ /* 重启模块，注意若已经连接上原子云， * 需要重新上电或者短接 RST 脚来复位模块 */ sendCmdToEsp8266("AT+RST"); }​ void Esp82266::sleep(int second) { usleep(second * 1000000); }​void Esp82266::sendTextMessage(QString message) { serialPort->write(message.toLatin1());}​void Esp82266::onTimerTimeOut(){  sendTextMessage("online");  qDebug()<<"发送设备在线心跳包"<<endl;}

     分析：添加路由器的WiFi热点以及密码，以及云端的设备编号和密码

​第四：云端API接口与实现

     在与云端进行通信的时候，必须先熟悉云端的API接口。网络端的常见的云端API通信流程图​。

    在编写QT应用实现的时候，应该把重点放在HTTP与WEBSocket方向上​。一些账号信息与设备信息是通过HTTPS协议接口获取的，通信用WebSocket协议接口​。

#include "webapi.h"#include <QUuid>#include <QRegularExpression>Webapi::Webapi(QObject *parent){ this->setParent(parent); /* 数组清空 */ groupID.clear(); deviceID.clear(); deviceNumber.clear();​ timer = new QTimer(); connect(timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(onTimerTimeOut()));​ networkAccessManager = new QNetworkAccessManager(this);​ orgURL = "https://cloud.alientek/api/orgs"; /* 请填写自己的 token 信息！！！ */ api_token = "bf591984c8fa417584d18f6328e0ef73";/* 获取账号机构列表 */ getOrgURL();​ QUuid uuid = QUuid::createUuid(); random_token = uuid.toString();​ webSocket = new QWebSocket();/* 需要加一些安全配置才能访问 https */ QSslConfiguration config; config.setPeerVerifyMode(QSslSocket::VerifyNone); config.setProtocol(QSsl::TlsV1SslV3); webSocket->setSslConfiguration(config);​ connect(webSocket, SIGNAL(connected()), this, SLOT(webSocketConnected())); connect(webSocket, SIGNAL(binaryMessageReceived(QByteArray)), this, SLOT(onBinaryMessageReceived(QByteArray))); }​ Webapi::~Webapi() { delete timer; delete webSocket; webSocket = nullptr; }​ void Webapi::getOrgURL() { getDataFromWeb(QUrl(orgURL));}​ /* 获取设备分组列表 */ void Webapi::getGroupListUrl(){ getDataFromWeb(QUrl(groupListUrl));}​ /* 获取设备的信息 */ void Webapi::getDevOfGroupUrl() { getDataFromWeb(QUrl(devOfGroupUrl)); }​/* 获取设备连接状态 */ void Webapi::getConStateUrl(){ getDataFromWeb(QUrl(conStateUrl));}​ /* 从云服务器获取数据 */ void Webapi::getDataFromWeb(QUrl url) { /* 网络请求 */ QNetworkRequest networkRequest;​ /* 需要加一些安全配置才能访问 https */ QSslConfiguration config;config.setPeerVerifyMode(QSslSocket::VerifyNone);config.setProtocol(QSsl::TlsV1SslV3); networkRequest.setSslConfiguration(config);​​ /* 设置访问的地址 */ networkRequest.setUrl(url);​ /* 网络响应 */ networkRequest.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, "application/json;charset=UTF-8");​ /* 参数二为原子云帐号的 token 信息,填写自己的 */ networkRequest.setRawHeader("token", api_token.toLatin1()); QNetworkReply *newReply = networkAccessManager->get(networkRequest);​ connect(newReply, SIGNAL(finished()), this, SLOT(replyFinished())); connect(newReply, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readyReadData()));}

项目代码可参考如下连接​：

https://download.csdn/download/weixin_41114301/85875381

01_smarthome 项目下：

1、 webapi 文件夹为云平台的应用程序，主要用来与原子云通信。

2、Headers 文件夹为界面设计的头文件。 

3、Sources 文件夹为界面设计的源文件。 esp8266 项目下：

4、led 文件夹为 I.MX6U 开发板控制 LED 的接口程序。 

5、Headers 文件夹为 esp8266 通信的头文件。 

6、Sources 文件夹为 esp8266 通信的源文件（使用串口通信）。

第五​：运行结果