大彩串口屏4G应用--MQTT连接阿里云

一、适用范围

本文档适合大彩PM 4G系列串口屏产品使用。

二、开发环境版本

1. VisualTFT软件版本：V3.0.1.1133及以上的版本。

2. 串口屏硬件版本：M系列固件 >= V6.3.257.00。

版本查看：

1) 查看屏幕背面版本号贴纸；

2) VisualTFT与屏幕联机成功后，右下角显示的版本号。

三、概述

阿里云IoT提供的一款针对生活领域的物联网平台，以解决家电设备快速智能化的问题。平台针对家电智能化的设备连接、移动端控制、设备管理、数据统计等问题，提供了一整套配置化方案，大幅减低设备-云-APP的开发成本。了解阿里云平台更多信息，详细介绍请参考阿里云官网上《关于生活物联网平台》文档。

本例程主要介绍，PW-4G系列如何用一机一密方式连接阿里云。以空调为例，对空调的温度、开关机、模式、滤网时间等参数进行数据交互。

四、参考资料

1. 《LUA 脚本API V1.4》可通过以下链接下载物联型开发包获取:

http:/www.gz-dc.com/index.php?s=/List/index/cid/19.html

2.《LUA基础学习》可通过以下链接下载物联型开发包获取:

http:/www.gz-dc.com/index.php?s=/List/index/cid/19.html

3. LUA脚本初学者可以通过下面链接进行学习。

http://www.runoob.com/lua/lua-arrays.html

五、教程实现

本章节主要串口屏-阿里云-APP数据交互的配置流程，将分为以下3个阶段讲述教程DEMO是如何实现：

1. 准备工程素材；

2. 阿里云平台配置；

3. 配置串口屏工程；

5.1.1 准备工程素材
 

在实现例程前需要作以下3个准备：

1. 硬件平台；

2. 软件平台；

3. UI素材；

该例程使用大彩M系列7寸串口屏DC80480M070_1111_0T为验证开发平台。如图5-1所示；

图5-1  M系列7寸串口屏

其他尺寸的大彩串口屏均可借鉴此教程。

5.1.2 软件平台

使用大彩自主研发的上位机软件VisualTFT配置工程，登录大彩官网下载。如图5-2所示；

图5-2下载软件

5.2

阿里云平台配置

阿里云生活物联网平台配置流程主要包括以下7个步骤：

1. 注册账号

2. 创建工程

3. 创建产品

4. 功能定义

5. 设备调试

6. 人机交互

7. 批量投产

详细到配置流程，可参考我司《WIFI-连接阿里云教程》相应阿里云平台配置章节说明，或可参考直接登录阿里云官网，文档中心查阅更多内容。

5.3配置串口屏工程

本文主要介绍以下2点：

(1) 画面配置

(2) LUA编辑

5.3.1 准备工程素材

在画面ID0中，信号运营商、APP QR Code、APP交互变量组成。

信号运营商：图标件ID12表示信号等级、文本控件ID13表示运营商

APP QR Code：二维码控件，使用手机云智能APP（阿里云公办APP）扫码，由于是一型一密，用户扫码需要开发者分享授权。

APP 交互的变量：控件ID1~ID10用于显示、设置开/关机、滤网时间、温度、设备模式等。画面配置如图5-3所示：

注意：其他非关键控件不在一一介绍，下文不在累述

图5-3 画面配置

5.3.2 LUA编辑 

本例程中，屏幕上电执行初始化操作，如加载4G AT 指令的库、初始化和4G模块的交互的函数、初始化4G模块、开启定时器获取运营商和信号值。

4G模块初始化完成后，提交阿里云认证，并设置mqtt相关参数、服务IP和端口等等，屏幕发出请求会话通知。一切就绪后，屏幕和云端可以进行数据交互。

1. 初始化

调用系统函数on_init（）执行代码如程序清单 1所示：

温馨提示：因平台限制，程序清单 1初始化 请移步http://www.gz-dc.com/article/id/6733.html下载

核心API函数

1) dofile (filename)

加载文件：本例程中加载4G AT 指令的库

• filename ：文件名

2) uart_set_baudrate3(speed)

设置串口3的波特率：串口3为屏幕和4G模块通讯的串口

• speed  ：通讯的波特率

3) on_air_recv_data(packet)

串口接收4G模块的返回数据的回调。

• packet ：形参为表，字节数据。

4) air_set_callback (on_air_send_cb,on_air_resp_callback,on_air_log_cb)

设置4G库函数的回调。形参类型为函数，参数依次为命令发送函数，命令回调函数、调试信息打印函数，可自定义函数名。

• on_air_send_cb ：屏幕向4G模块发送回调函数
• on_air_resp_callback ：4G向屏幕返回数据回调函数
• on_air_log_cb ：用户调试信息回调函数调试

5) at_cops_csq()自定义封装函数，获取运行商和信号值

6) air_cmd_add(sendstr,ackstr,timeout,retry,callback)

屏幕向4G模块发送AT指令

• sendstr  ：屏幕向4G模块发送AT指令
• ackstr   ：4G模块应答屏幕的请求
• timeou  ：应道超时时间
• retry    ： 超时重发次数，可选
• callback ： 应答回调函数，可选

注：如果没有设置超时重发次数，则超时时直接发送队列中的下一条指令。

 7) on_air_resp_callback(key, value)

4G应答屏幕回调函数：屏幕发送AT指令，4G应答后均会回调该函数，本函数如air_set_callback(on_air_send_cb,on_air_resp_callback,on_air_log_cb)函数设置。

• key    ：屏幕->4G模块，发送请求的AT指令
• value  ：4G模块->屏幕，返回的数据

相关AT指令：本例程中，初始化部分在on_air_resp_callback(key, value)回调函数中，需要判断4G收发的相关AT指令，如下所示：

1) 获取运营商：

    屏幕发送：AT+COPS?

    屏幕接收：OK

2) 获取信号值AT：

    屏幕发送：AT+CSQ

    屏幕接收：OK

3) 网络数据是否激活：

    屏幕发送：AT+SAPBR=1,1

    屏幕接收：OK

2. 提交阿里云认证

当4G初始化完成后，提交阿里云认证（三元组），代码如程序清单 2所示：

温馨提示：因平台限制，程序清单 1初始化 请移步http://www.gz-dc.com/article/id/6733.html下载

核心API函数

1) aliyun_get_iot_token()提交阿里云认证（三元组）和设置二维码。

2) air_http_post (url,content_type,post_data,callback)

HTTP POST操作，例程中次数用于提交阿里云认证（三元组）。

• url：网页URL
• content_type：自定义，参数值
• post_data：写数据
• callback：4G数据回调函数

3) on_aliyun_get_iot_token_cb(key, value)Aliyun认证回调函数，当云端反馈正常认证后，调用系统4G AT 指令的库

的mqtt_config（）设置MTQQ参数、mqtt_tcp_start（）设置服务器IP和端口。

• key：云端恢复的类型
• Value:云端恢复的数据

3. 设置云端IP和端口

当云端认证成功和设置mqtt相关参数后，调用mqtt_config() 、mqtt_tcp_start() 设置云端IP和端口，调用mqtt_connect() 与服务器建立会话连接 ，代码如程序清单 3所示：

温馨提示：因平台限制，程序清单 3  设置云端IP和端口 请移步http://www.gz-dc.com/article/id/6733.html下载

核心API函数1) mqtt_config(clientid,username,password,will_qos,will_retain,will_topic,will_message)

设置 MQTT 相关参数，本例程，只需要填写客户身份、登陆服务器的用户名以及密码，其中这三个参数是有阿里云认证反馈回来的。

• status：客户身份
• username：登录服务器的用户名
• password：登录服务器的密码
• will_qos：将要发送的信息的服务质量
• will_retain：保留标志
• will_topic：将要发送的消息的话题
• will_message：将要发送的消息内容

2) mqtt_tcp_start(srvaddr,port,ssl)

设置服务器的IP、端口

• srvad：服务器 IP 地址或 DNS 地址
• port：服务器端口
• ssl：设置为 true 时，使用SSL链接

3)  mqtt_connect()

客户端向服务器请求会话连接

• clean_session：会话状态
• keepalive    ：保持时间

当屏幕向云端发送设置服务器IP、端口请求的时候，云端回应数据，触发回调函数on_air_resp_callback(key, value)，应答‘CONNECT OK’后，发起请求连接mqtt_connect(1,600) 

4. 发起连接请求

当客户端向服务器请求会话连接成功后，客户端对服务器订阅主题，代码如程序清单 4所示：

温馨提示：因平台限制，程序清单 4  发起连接请求 请移步http://www.gz-dc.com/article/id/6733.html下载

核心API函数1) mqtt_sub(topic,qos)

本命令从客户端到服务器，用于一个或多个订阅主题，当向服务器请求

• topic：应用程序消息的主题
• qos：申请消息的服务质量

5. 接收云端信息

当用户手机APP设置数据的时候，云端自动将数据下发给屏幕，代码如程序清单 5所示：

温馨提示：因平台限制，程序清单 5  接收云端数据 请移步http://www.gz-dc.com/article/id/6733.html下载

核心API函数

1) cloud_on_property_set(payload)

接收云端的数据

• payload：Json格式的字符串

本例程中，假设用户通过APP设置设备的模式，下发Json格式的字符串，数据原型如下所示：+MSUB:"/sys/a1D2E9vaSuZ/PlYPGnoYWeUJujy0li2a/thing/service/property/set",95 byte,{"method":"thing.service.property.set","id":"2032042748","params":{"mode":3},"version":"1.0.0"}通过Json库函数cjson.decode(payload)解压数据，则data['params']['mode'] 为模式的值，在将值设置到对应的滑动选择控件上：set_text(screen_ac_control,8,my_resp_mode[mode])

6. 发送云端信息

当用户触碰控件修改值时候，屏幕会自动将数据打包成Json格式发给云端，代码如程序清单 6所示。

温馨提示：因平台限制，程序清单 6  发送数据到云端 请移步http://www.gz-dc.com/article/id/6733.html下载

核心API函数

1) mqtt_pub (topic,qos,retain,message)

发送数据到云端，传送应用消息

• topic    ：应用程序消息的主题
• qos      ：申请消息的服务质量
• retain   ：保留标志
• message：消息内容

本例程中，假设用户修改模式，则将数据Json格式上传到云端，，数据原型如下所示：

AT+MPUB="/sys/a1D2E9vaSuZ/PlYPGnoYWeUJujy0li2a/thing/event/property/post",0,0,"{22version22:221.022,22params22:{22mode22:0,22targetTemperature22:27},22id22:226122,22method22:22thing.event.property.post22}"通过Json库函数jsonStr = cjson.encode(payload)打包成Json格式的数据，则jsonStr为上传的数据。

5.4

下载工程

工程编译成功后在输出窗口会提示编译成功，如图5-4所示。编译成功后点击菜单栏中【工具】→【量产向导】，如图5-5所示；

图5-4编译成功

图5-5量产向导

在菜单栏中，文件→打开工程目录，在‘dciot_build’目录的‘private’文件夹拷贝到SD卡中，如图5-6和图5-7所示；把SD卡接上串口屏后重新上电，等到提示烧录工程成功后，拔掉SD卡重新上电即可。

图5-6量产向导

图5-7拷贝到SD卡