玩转华为物联网IoTDA服务系列二-智慧路灯场景示例

场景简介

        路灯管理系统通过接入IoTDA，监控路灯状态，控制路灯开关（集成了NB模组的智慧路灯）。

        该场景主要描述的是设备可以通过LWM2M协议与物联网平台进行交互，应用侧可以到物联网平台订阅设备侧变化的通知，也可以给设备侧下发命令。

        核心知识点：产品模型、编辑码插件、订阅推送、属性上报、命令下发。

场景流程

流程解释：

        1、创建路灯产品：物联网平台以产品为粒度管理批量设备。用户可以通过平台提供的API接口或控制台创建产品。

        2、上传产品模型和编解码插件：产品模型定义了设备的基本属性和命令。您可以通过控制台在线开发产品模型，通过模板离线开发产品模型再上传到控制台，也可以导入公共产品库的模型。

因为NB-IoT设备使用LWM2M协议通信，而平台采用JSON格式的数据。因此需要编解码插件转换数据格式，平台和设备才能互相通信。您可以选择在控制台上在线开发编解码插件，也可以通过离线开发编解码插件再上传到控制台。

        3、批量注册路灯设备：平台提供了应用侧API接口可以注册设备，也可以通过控制台批量注册。注册时获取的设备ID，是设备侧与平台交互的唯一标识。

        4、创建路灯状态变化的订阅：路灯管理系统可以在平台创建设备变化的通知订阅，需要把callback url即应用回调地址传给平台，平台后续会推送通知到该url。

        5、路灯上报亮度：NB-IoT设备是指集成了NB-IoT通信模组的设备，模组集成了华为IoT Tiny SDK，把路灯亮度的消息用二进制码流传输给平台。平台会用编解码插件将二进制码流解码成平台能理解的JAON格式数据。

        6、推送路灯亮度变化通知：平台会根据之前应用订阅的回调地址，把订阅的通知类型通过HTTP/HTTPS推送回路灯管理系统（应用侧）。

        7、下发关灯命令：路灯管理系统可以根据路灯的状态，给指定或批量设备下发关灯的命令。此处的NB-IoT设备命令下发是异步的，NB-IoT设备不支持同步命令下发，因为NB设备一般低功耗，不是长连接在线，所以一般可以采用缓存命令下发。

        8、命令下发给路灯关灯：平台会调用编解码插件进行编码，将命令以二进制码流形式传输给设备。

        9、查询命令执行结果：路灯管理系统（应用侧）可以通过平台提供的应用侧API接口，查询指定命令的执行状态，判断命令执行是否成功。这里需要注意的是：平台V5新接口命令下发是同步的，所以不支持（也无需）查询命令状态。只有老接口的V3接口命令下发是异步的，支持查询命令状态。

最佳实践

场景说明

智慧路灯是城市智能化道路上重要一环，智慧路灯的实施具有节约公共照明能耗、减少因照明引起的交通事故等多种社会意义。路灯也是大家在日常生活中可以强烈感知到的公共设施，更易理解其智能化的场景。

在该章节中，我们基于华为一站式开发工具平台，从设备、平台、应用端到端构建一款智慧路灯解决方案样例，带您体验十分钟快速上云。

前期准备

• 开发板：小熊派开发板（含NB卡、NB模组、智慧路灯功能模块等）

• 配件：数据线

• 已安装IoT Link Studio插件。若未安装，请参考IoT Link Studio进行安装。

• 平台：已开通设备接入服务

硬件连接

插卡的时候卡的缺口朝外插入，并将串口选择开关拨到MCU模式。

创建产品

某一类具有相同能力或特征的设备的集合称为一款产品。除了设备实体，产品还包含该类设备在物联网能力建设中产生的产品信息、产品模型（Profile）、插件等资源。

1. 登录华为云官方网站，访问设备接入服务。

2. 单击“立即使用”进入设备接入控制台。

3. 单击左侧导航栏的产品，单击右上角下拉框，选择新建产品所属的资源空间。

4. 单击右上角的“创建产品”，创建一个基于CoAP协议的产品，填写参数后，单击“立即创建”。

5.产品创建成功后，单击“详情”进入产品详情页面，进行后面操作。

定义产品模型

在产品详情，“功能定义”页面，单击“自定义功能”，配置产品的服务。

产品模型设计思路：

服务能力如下表所示。

• 新增服务名称Button

1.进入“新增服务”页面，填写服务名称：Button，服务描述后，单击“确认”。

2.在“Button”的下拉菜单下点击“添加属性”，填写相关信息，单击“确认”。

• 新增服务名称LED

1. 在“功能定义”下点击“添加服务”，填写服务名称：LED，服务描述后，单击“确认”。

2. 在“LED”的下拉菜单下点击“添加命令”，输入命令名称“Set_Led”。

3.在“新增命令”弹框，分别单击“新增输入参数”和“新增输出参数”，填写相关信息后，单击“确认”。

图1 新增输入参数led

图2 新增输出参数light_state

• 新增服务名称Sensor

1. 在“功能定义”下点击“添加服务”，填写服务名称：Sensor，服务描述后，单击“确认”。

2. 在“Sensor”的下拉菜单下点击“添加属性”，填写相关信息，单击“确认”。

• 新增服务名称Connectivity

1. 在“功能定义”下点击“添加服务”，填写服务名称：Connectivity，服务描述后，单击“确认”。

2. 在“Connectivity”的下拉菜单下依次点击“添加属性”，分别添加SignalPower，ECL，SNR，CellID属性，填写相关信息，单击“确认”。

   图3 新增SignalPower属性

图4 新增ECL属性

图5 新增SNR属性

图6 新增CellID属性

插件开发

1.在产品详情插件开发页面，选择“图形化开发”，单击“图形化开发”。

2.在“在线开发插件”区域，单击“新增消息”。

说明：请按照本文档提供的操作开发编解码插件，确保添加字段的顺序和本文档提供的顺序保持一致。

3.新增消息Report_Connectivity，配置示例如下：

• 消息名：Report_Connectivity

• 消息类型：数据上报

• 添加响应字段：是

• 响应数据：AAAA0000（默认）

a.在“新增消息”页面，单击“添加字段”，勾选“标记为地址域”，添加地址域字段messageId，然后单击“确认”。

b.单击“添加字段”，添加SignalPower字段，填写相关信息后，单击“确认”。

• 名字：SignalPower

• 数据类型：int16s（16位有符号整型）

c.单击“添加字段”，添加ECL字段，填写相关信息后，单击“确认”。

• 名字：ECL

• 数据类型：int16s（16位有符号整型）

d.单击“添加字段”，添加SNR字段，填写相关信息后，单击“确认”。

• 名字：SNR

• 数据类型：int16s（16位有符号整型）

e.单击“添加字段”，添加CellID字段，填写相关信息后，单击“确认”。

• 名字：CellID

• 数据类型：int32s（32位有符号整型）

完成消息Report_Connectivity的配置后，单击“确认”。

4.新增消息Report_Toggle，配置示例如下：

• 消息名：Report_Toggle

• 消息类型：数据上报

• 添加响应字段：是

• 响应数据：AAAA0000（默认）

a.在“新增消息”页面，单击“添加字段”，勾选“标记为地址域”，添加地址域字段messageId，然后单击“确认”。

b.单击“添加字段”，添加toggle字段，填写相关信息后，单击“确认”。

• 名字：toggle

• 数据类型：int16u（16位无符号整型）

完成消息Report_Toggle的配置后，单击“确认”。

5.新增消息Report_Sensor，配置示例如下：

• 消息名：Report_Sensor

• 消息类型：数据上报

a.在“新增消息”页面，单击“添加字段”，勾选“标记为地址域”，添加地址域字段messageId，然后单击“确认”。

b.单击“添加字段”，添加data字段，填写相关信息后，单击“确认”。

• 名字：data

• 数据类型：int16u（16位无符号整型）

完成消息Report_Sensor的配置后，单击“确认”。

6.新增消息Set_Led，配置示例如下：

• 消息名：Set_Led

• 消息类型：命令下发

• 添加响应字段：是

a.在“新增消息”页面，单击“添加字段”，勾选“标记为地址域”，添加地址域字段messageId，然后单击“确认”。

b.单击“添加字段”，在“添加字段”界面，勾选“标记为响应标识字段”，添加响应标识字段 mid，然后单击“确认”。

c.单击“添加字段”，添加“led”字段，然后单击“确认”。

• 名字：led

• 数据类型：string

• 长度：3

d.在“新增消息”页面，单击“添加响应字段”，添加地址域字段 messageId。在“添加字段”界面，勾选“标记为地址域”，然后单击“确认”。

e.添加响应标识字段mid。在“添加字段”界面，勾选“标记为响应标识字段”，然后单击“确认”。

f.单击“添加响应字段”，添加命令执行状态字段 errcode。在“添加字段”界面，勾选“标记为命令执行状态字段”，然后单击“确认”。

g.单击“添加响应字段”，添加light_state响应字段，填写相关信息，单击“确认”。

• 名字：light_state

• 数据类型：string

• 长度：3

完成消息 Set_Led 的配置后，单击“确认”。

7.拖动右侧“设备模型”区域的属性字段、命令字段和响应字段，与数据上报消息、命令下发消息和命令响应消息的相应字段建立映射关系。

8.单击“保存”，并在插件保存成功后单击“部署”，将编解码插件部署到物联网平台.

注册设备

本章节介绍集成NB模组设备的注册方法。

1. 在产品详情页面，选择“在线调试”，单击“新增测试设备”，此处新增的是非安全的NB-IoT设备。

2. 在新增测试设备页面，选择“真实设备”，并填写设备名称，设备标识码。

• 设备名称：Test（自定义即可）

• 设备标识码：设备的IMEI号，用于设备在接入物联网平台时携带该标识信息完成接入鉴权，可在设备上查看。您也可以将串口开关拨到PC模式，选择STM的端口，波特率设置为9600，输入指令“AT+CGSN=1”获取IMEI号。

• 设备注册方式：选择不加密。
  

安装IoT Link Studio插件

IoT Link Studio是针对IoT物联网端侧开发的IDE环境，提供了编译、烧录、调试等一站式开发体验，支持 C、 C++、汇编等多种开发语言，让您快速、高效地进行物联网开发。

1. 访问 https://code.visualstudio.com/ 下载并安装Visual Studio Code。

2. 安装成功后，打开VSCode 插件应用商店，搜索 iotlink 找到IoT Link Studio，然后点击安装。

3.首次启动配置。

IoT Link Studio 首次启动时会自动从网络下载最新的SDK包以及gcc依赖环境，请确保您的网络可用。安装过程中请不要关闭窗口，耐心等待。安装完成后重启VSCode使插件生效。

配置IoT link Studio工程

1.点击VSCode底部工具栏的“Home”。

2.在弹出界面中点击“创建 IoT 工程”，输入工程名称，工程目录，并选择开发板的硬件平台和示例工程模板。

• 工程名称：QuickStart。

• 工程目录：D:\。

• 硬件平台：选择STM32L431_BearPI。

• 示例工程：选择OC_streetlight_template。

3.点击“确定”，导入完成。

编译并烧录代码

1.点击VSCode底部工具栏的“Build”，等待系统编译完成。编译成功后，界面显示“编译成功”。

2.点击VSCode底部工具栏的“Download”，等待系统烧录完成。烧录成功后，界面显示“烧录成功”。

数据上报

平台和开发板建立连接后，上报光照传感器数据。您也可以改变光照强度，查看设备上报给平台的数据变化。

1. 登录设备接入服务控制台，选择“ 设备 > 所有设备”。

2. 选择前面“注册设备”中添加的设备，单击“查看”进入设备详情，查看上报到平台的数据。

命令下发

1. 登录设备接入服务控制台，选择“ 设备 > 所有设备”。

2. 选择前面“注册设备”中添加的设备，单击“查看”，进入设备详情页面。

3. 选择“命令”页签，单击“命令下发”，选择命令，设置命令参数后，单击“确定”。

4.查看小熊派板子灯被点亮，下发OFF命令后，灯熄灭。

至此，通过该文档的学习，您应该对智慧路灯场景有了一定的了解。接下来，可以在系列后续文章中，可以学习到更多的物联网业务场景。