1、背景
从2020年云栖大会HaaS团队第一次发布“HaaS物联网设备云端一体开发框架”至今，HaaS团队共发布了HaaS100/ EDU K1/ 200/ 506/ 610/ 531/ 600等HaaS智能硬件。
图1：HaaS各版本智能硬件的主要区别
那么用户拿到HaaS开发板之后，如何快速的让自己的HaaS硬件快速的上云，并且在云端可视化页面中和HaaS硬件交互呢？传统的做法是，开发者需要经历以下步骤：
图2: 传统云端一体案例开发流程
大家看到这么长的开发流程是不是有心疼自己脑细胞，想放弃（让开发板吃灰）的念头？
那么能不能做点局部创新，让HaaS用户在收到开发板之后稍作修改就能快速体验到“HaaS云端一体”的解决方案呢？答案是肯定的。
2、为什么要做HaaS JS轻应用样板间
为了让广大开发者用户在拿到HaaS硬件之后不让它吃灰，我们专门打造了“HaaS JS轻应用样板间”，基于此开发者用户们可以在10分钟内快速体验一把“HaaS云端一体”的解决方案。
图3：HaaS JS轻应用样板间快速体验流程（10分钟完成）
3、如何快速搭建HaaS JS轻应用样板间
3.1 新手篇
针对新手用户，只需要一块HaaS600开发板，一张支持4G Cat.1的sim卡即可快速体验HaaS云端一体案例。
3.1.1 准备工作
- HaaS600开发板一块 (分为老款EC100Y 和 新款EC600S两种) 。
- 4G Cat.1 Sim卡：运营商营业厅实名制购买，企业用户可选购“ 阿里云物联网卡 ”。
3.1.2 详细步骤
- 首先在钉钉群“HaaS开发者B群（VIP）”中联系“HaaS小二 guyin”按要求申请临时token。
- 下载“ HaaS JS轻应用样板间代码 ”，更新token到JS脚本，并将JS脚本推送到HaaS600开发板中。
- /* HaaS600更新JavaScript轻应用代码方法 */
- ./amp serialput ../../../agriculture_demo/ /dev/tty.SLAB_USBtoUART
备注：代码路径和串口id以实际为准
备注：HaaS600-EC100Y和HaaS600-EC600S如何下载JS轻应用脚本请分别参考下述文档。
- HaaS600-EC100Y JS轻应用快速开始
- HaaS600-EC600S JS轻应用快速开始
- 登陆“ HaaS JS轻应用样板间 ”，选择您对应的可看到您的HaaS600设备已经在线，页面中已经展示您设备的GPS位置信息以及温度传感器数据。（其中agriculture_dev8是HaaS官方样板间，请选择您对应的设备id）
图4: HaaS600 GPS & 温度传感器数据展示
3.2 进阶篇（可选）
当您已经完成“新手篇”的任务之后，恭喜您已经成为HaaS JS轻应用的老鸟用户了。此时您一定会想HaaS600除了板子上自带的温度传感器和GPS数据，我还可以扩展其他外设传感器吗？这些新的传感器硬件怎么接？数据如何上云？在样板间中又该如何展示和交互呢？
针对老鸟用户，我们为大家搭建了一个智慧农业样板间的案例，该案例中我们新增了对更多传感器外设的支持，包括，
- 展示室温，湿度，气压，风速，风向等环境信息。
- 支持PIR 检测报警。如果现场有人走过，红外传感器也会触发报警，并通过钉钉机器人，自动推送消息到钉钉群。
- 侧天窗和灌溉阀分别控制马达。
- OLED屏幕由485控制，可通过样板间设置屏幕显示信息。
- 可促发喇叭/ 蜂鸣器报警。
- 网络摄像头事实展示设备端实时画面。
图5: 老鸟用户展示页面示例
3.2.1 准备工作
- HaaS600 Arduino扩展板一块。
- 5VDC风扇一个。
- 3~6VDC小直流电机一个。
- PIR微型人体红外感应模块一个。
- 温度传感器bmp280一个。
- 接线端子和杜邦线若干。
- 萤石摄像头一个。
- RS485 LED点阵屏（待补充）。
3.2.2 网络摄像头配置
- 登录 萤石开放平台 ，注册萤石开发者账号。
- 在手机上下载萤石云视频APP，按照提示将摄像头连上网。
- 开通摄像头的直播功能，并关闭视频加密功能。
3.2.3 详细步骤
3.2.3.1 BMP280温度、气压传感器
- 使用杜邦线，按照下图连接SCL，SDA，3.3V和GND四根线。
- 读取温度和气压并上报给云端的代码，已包含在agriculture_demo示例中的app.js文件，用户无需修改。核心代码说明如下：
- // 引入bmp280驱动，并初始化
- var bmp280 = require('./bmp280.js');
- bmp280.bmp280_init();
- // 读取温度值
- temperature = bmp280.bmp280TemperatureRead();
- // 读取气压
- pressure = bmp280.bmp280PressureRead()/100;
- // 上报至阿里云平台
- device.postProps(JSON.stringify({CurrentTemperature: temperature}));
- device.postProps(JSON.stringify({Atmosphere: pressure}));
值得注意的是：BMP280 I2C Slava Address是由SDO pin的电平来决定的，如果SDO = 0, Slava Address为128，如果SDO = 1, 那么Slava Address为129。其中I2C Slava Address在app.json文件中配置。
- 可以在网页左侧看到设备端上报的温度和气压。
3.2.3.2 继电器控制电机和风扇
- 将带有2x 继电器的Arduino板子插到HaaS600相应接口上。
- 按照下图，使用杜邦线分别连接电机、风扇和继电器、电源。
- 接收云端命令，并控制相应的设备。代码已包含在agriculture_demo示例中的app.js文件，用户无需修改。核心代码说明如下：
- // 引入gpio驱动，并初始化变量和端口
- var fanSwitch = 0;
- var waterSwitch = 0;
- var gpio = require('gpio');
- var relay1 = gpio.open({
- id: 'D3'
- });
- var relay2 = gpio.open({
- id: 'D2'
- // 在“设置属性”的回调函数解析云端的property set命令。
- device.onProps(function (res) {
- var payload = JSON.parse(res.params);
- if(payload.Coil !== undefined)
- {
- // 收到风扇控制的指令，控制风扇，并上报风扇的状态
- fanSwitch = parseInt(payload.Coil);
- relay2.writeValue(fanSwitch);
- device.postProps(JSON.stringify({
- Coil: fanSwitch
- }));
- }
- if(payload.WaterOutletSwitch !== undefined)
- // 收到电机控制的指令，控制电机，并上报电机的状态
- waterSwitch = parseInt(payload.WaterOutletSwitch);
- relay1.writeValue(waterSwitch);
- WaterOutletSwitch: waterSwitch
- 可以在网页上点击开关，分别控制风扇和电机。开关为蓝色状态，表示开启；灰色状态，表示关闭。
3.2.3.3 PIR数据上报
- 按照下图，连接开发板和PIR模组。由于PIR的输出信号为0V（无人）和2.6V（有人移动）左右，直接用GPIO检测，会出现误报的情况，所以采用模拟输入的方式。
- 读取ADC输入信号，并转为报警信号，上报给云端。代码已包含在agriculture_demo示例中的app.js文件，用户无需修改。核心代码说明如下：
- // 引入adc驱动，并初始化变量和端口
- var adc = require('adc');
- var pir = adc.open({
- id: 'ADC0',
- success: function() {},
- fail: function() {}
- var pirStatus = 0;
- var pirTempStatus = 0;
- var pirCount = 0;
- // 每隔50ms读取一次ADC信号
- setInterval(function(){
- var pinStatus = (pir.readValue() > 512) ? 1 : 0;
- if(pirTempStatus == pinStatus) {
- pirCount++;
- // 做防抖处理，连续四次读到同样的信号，才确认
- if(pirCount > 4) {
- pirCount = 0;
- if(pirTempStatus != pirStatus) {
- pirStatus = pirTempStatus;
- // 如果当前已连上云端，则上报PIR的状态
- if(mqtt_connected) {
- device.postProps(JSON.stringify({AlarmState: pirStatus}));
- }
- console.log('Pir status is ' + pirStatus);
- }
- }
- } else {
- pirTempStatus = pinStatus;
- pirCount = 0;
- }, 50);
- 用手在PIR传感器前来回晃动，在网页上可以看到入侵探测的状态会由绿色变为红色（检测到有人移动）。
- 该报警信号也会实时推送到指定钉钉群。
3.2.3.4 GPS定位
- HaaS600开发板上已提供了GPS模块。按下图连接GPS天线。
- 读取GPS数据，并上传到云端。代码已包含在agriculture_demo示例中的app.js文件，用户无需修改。核心代码说明如下：
- // 步骤1：初始化GPS模块和UART，UART用于从GPS模块中读取数据
- var GPS = require("./gps.js");
- var gps = new GPS();
- var uart1 = require('uart');
- // gnss uart
- var gnss = uart1.open({
- id: 'UART1'
- // 由步骤3中的gps.update()调用，将经纬度数据保存至变量geoLocation_data中
- var geoLocation_data = {'lat':0, 'lon':0, 'alt':0}
- gps.on("data", function (parsed) {
- //console.log(parsed);
- geoLocation_data['lat'] = gps.state["lat"];
- geoLocation_data['lon'] = gps.state["lon"];
- geoLocation_data['alt'] = gps.state["alt"];
- console.log("geo data " + JSON.stringify(geoLocation_data, null, 4))
- function ArrayToString(fileData) {
- var dataString = "";
- for (var i = 0; i < fileData.length; i++) {
- dataString += String.fromCharCode(fileData[i]);
- return dataString;
- }
- // 步骤2：UART的接收回调函数，读取GPS模块输出的数据，并存储到变量GGA中
- var GGA;
- gnss.on('data', function(data) {
- var aaa = ArrayToString(data);
- var bbb = aaa.split("$");
- GGA = "$" + bbb[1];
- // 步骤3：每隔5s，解析GGA成经纬度（WGS84坐标系）。如果当前已连上云平台，则上报至云平台。
- // 如果在室内测试，可以使用以下两行测试代码，代替gps.update(GGA)
- //var gga_default = "$GNGGA,033122.000,3111.28510,N,12136.26122,E,1,13,1.0,1.3,M,11.7,M,,*4B"
- //gps.update(gga_default);
- // 必须在室外测试，GPS数据转成经纬度
- gps.update(GGA);
- if(mqtt_connected) {
- GeoLocation: {
- Longitude: geoLocation_data['lon'],
- Latitude: geoLocation_data['lat'],
- Altitude: geoLocation_data['alt'],
- CoordinateSystem: 1
- }));
- }, 5000);
- 在网页的左上角可以看到开发板的地理位置。
网页已通过“逆地理编码”API将经纬度翻译成具体的地理位置。
3.2.3.5 视频直播
网页上的视频播放的是默认HaaS官方样板间的摄像头画面。如果想要播放自己的摄像头的画面，请参考以下步骤操作：
- 萤石开发者平台 ，在设备列表里面，可以看到摄像头的设备序列号。以此拼出设备直播的网址：ezopen://open.ys7.com/<设备序列号>/1.hd.live。
- 在 上，“我的账号”->“应用信息”里面查看AccessToken，并复制下来。
-
物联网轻松上云实践 之 HaaS样板间1、背景2、为什么要做HaaS JS轻应用样板间3、如何快速搭建HaaS JS轻应用样板间4、总结
- 将设备直播的网址和AccessToken分别输入到网页左下角的两个输入框，然后鼠标在其它空白处点击一下，就可以看到正在连接你的摄像头。稍等片刻，就可以看到实时画面了。
-
物联网轻松上云实践 之 HaaS样板间1、背景2、为什么要做HaaS JS轻应用样板间3、如何快速搭建HaaS JS轻应用样板间4、总结
3.2.3.6 设备上云
- 参考 接线图 ，接上4G cat1天线，电源线和USB线，另外在板子背面的SIM卡槽插上物联网卡。USB线和电脑连接。
-
物联网轻松上云实践 之 HaaS样板间1、背景2、为什么要做HaaS JS轻应用样板间3、如何快速搭建HaaS JS轻应用样板间4、总结
- 打开agriculture_demo示例中的app.js文件，修改设备的三元组为您在阿里云物联网平台申请的设备三元组信息。
- var productKey = 'xxx'; /* your productKey */
- var deviceName = 'xxx'; /* your deviceName */
- var deviceSecret = 'xxx'; /* your deviceSecret */
- 打开串口工具，查看设备端日志。波特率为115200。
- # 本例使用pyserial-miniterm串口工具
- pyserial-miniterm /dev/tty.SLAB_USBtoUART1 115200
- 在设备端日志里面，看到如下信息，则表示连接阿里云成功。
(re)connected
4、总结
至此基于HaaS600的“HaaS JS轻应用样板间”的设备端基础功能都搭建完毕了。后续我们还会基于更多的HaaS开发板和HaaS JavaScript/ Python轻应用打造更多样板间案例，让广大开发者快速体验HaaS云端一体的方案，欢迎大家体验试用，谢谢。