物联网应用开发实践案例-智慧农业

近几年，物联网、智能家居、AI人工智能技术发送非常快。在物联网技术的支持下，农业逐渐走向现代化，自动化和智能农业生产已成为主流。告别刀耕火种的传统农业后，现代农业也在向智慧转型。目前，智能农业模式已深入农业生产的各个环节。灌溉、施肥、植物保护等细分将与物联网、信息技术等先进技术相结合，效率和效果将大大提高。

我们应该知道，所谓的智能农业是充分利用现代信息技术成果，整合计算机技术和网络技术、物联网技术、无线通信技术、专家智能和知识的应用，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾害预警等智能管理。因此，整合物联网的智能农业具有以下优势：

1、低成本化

众所周知，购买综合智能农业设备的成本很高，这对普通农民来说是难以承受的。因此，要实现综合智能农业，低成本智能农业设备将成为智能农业的趋势之一。

2.操作简单 智能农业的基础是为农业和农民服务。因此，要使农民更快地与智能农业接轨，就必须使系统易于操作和学习。我们应该知道，目前中国农民的普遍文化水平较低。只有简化操作，每个农民才能熟练操作。

智能农业也是一个很大的范围，比如: 智慧鱼塘、智慧温室、智慧园林、城市绿化、智慧果园等都属于智慧农业的范围。

在智能设备的支持下，可实现自动浇水灌溉、土壤养分实时检测、水分、环境温度、自动补光等一系列联动操作。

本项目是半导体使用意法STM32L431 ESP8266 WIFI ，与华为云物联网平台服务器合作，建立智能农业控制系统，结合外部传感器采集的数据，利用这些数据判断灌溉、补光等信息提示。

目前的项目考虑了学习和实践的目的ESP8266无线WIFI网卡作为网络设备，ESP8266便宜，支持串口编程，有标准套AT资料，资料多，作为学习而言，非常适合。可以通过对ESP8266编程实验，了解TCP、MQTT网络编程相关知识点。

目前采用联网设备ESP8266(手上没有现成的NBIOT暂时使用模块ESP8266代替，核心原理是一样的），正常项目里会使用NBIOT数据传输源采用模块联网。

熊开发板设备相关实物图如下：

在创建设备之前，需要先创建产品。产品是一个大框架，产品下可以有很多设备，可以通过华为云平台在应用层提供API创建设备，删除设备，查询设备属性。在制作产品时，软件端可以制作设备注册的指导界面，完成产品下的设备注册，然后将数据传输到设备端。这个过程被称为网络，具体的逻辑需要与设备端一起完成。最终完成自动化设备创建、注册、在线等操作。

以下是如何手动创建产品和设备，了解在创建产品和设备的过程中需要填写哪些参数，然后使用API更好地理解参数的含义。

直接打开物联网产品页面： https://www.huaweicloud.com/product/iothub.html

打开产品页面，选择右上角创建产品。

根据自己的情况填写信息。就是填写自己产品的一些参数信息。

创建成功后，打开产品详细信息页面，拉到底部，点击创建自定义模型文件。

在这里创建模型文件主要是为了MQTT客户端可以正确上传传感器数据，每个传感器设置一个属性，表示传感器的数据值类型。

选择设备页面，注册设备。

保持设备密钥等信息，然后登录服务器生成MQTT这些参数需要帐户密钥。

目前创建的设备信息如下：

 { 
              "device_id": "61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497",      "secret": "1126626497"  } 

官方微信提供的在线小工具： https://iot-tool.obs-website.cn-north-4.myhuaweicloud.com/

按提示填写数据，生成，非常方便。

当前生成的信息如下：

 ClientId 61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497_0_0_2021123003  Username 61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497  Password b219f3a0099fa0284a2671a5c699b67a7cf6d5f7355d9ee8190011f3b64f71b5 

为了验证服务器配置是否OK，先使用MQTT客户端软件进行连接测试。

 端口: 1883
 域名: a161a58a78.iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com
 IP地址: 121.36.42.100

在产品页面，可以看到主题管理页面，能看到当前设备可以订阅的主题有哪些。

一般订阅下发的数据:

 格式: $oc/devices/{ 
        device_id}/sys/messages/down
 //订阅主题: 平台下发消息给设备
 $oc/devices/61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497/sys/messages/down

官方文档介绍: https://support.huaweicloud.com/devg-iothub/iot_01_2127.html

服务ID，属性ID在产品页面查看，2.1小节创建产品里就讲了这个属性的作用。

每次可以单个属性上报，也可以一起上报。

 格式: $oc/devices/{ 
        device_id}/sys/properties/report
 //设备上报主题请求
 $oc/devices/61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497/sys/properties/report
 
 //上报的数据格式如下
     
 //电机开状态反馈
 { 
        "services": [{ 
        "service_id": "motor","properties":{ 
        "motor":1}}]}
 
 //电机关状态反馈
 { 
        "services": [{ 
        "service_id": "motor","properties":{ 
        "motor":0}}]}
 
 //温度上报
 { 
        "services": [{ 
        "service_id": "motor","properties":{ 
        "SHT30_H":14}}]}
 
 //湿度上报
 { 
        "services": [{ 
        "service_id": "motor","properties":{ 
        "SHT30_L":70}}]}
 
 //光照强度上报
 { 
        "services": [{ 
        "service_id": "motor","properties":{ 
        "BH1750":80}}]}
 
 //也可以一起上报
 { 
        "services": [{ 
        "service_id": "motor","properties":{ 
        "motor":1}},{ 
        "service_id": "motor","properties":{ 
        "SHT30_H":15}},{ 
        "service_id": "motor","properties":{ 
        "SHT30_L":70}},{ 
        "service_id": "motor","properties":{ 
        "BH1750":80}}]}

按照软件提示，填入相关数据即可。

如需要也需要使用和我一样的同款软件，打开百度搜索MQTT客户端_v2.4(协议3.1.1).exe 即可找到下载地址。

发送数据后查看云端，已经登录成功,数据已经上传成功。

电机设备支持读写，支持下发命令，在设备页面测试。

点击确定之后，参看MQTT客户端软件，已经收到了下发的数据。

 len:174,Data:l$oc/devices/61cd1d97078a93029b84e7b6_1126626497/sys/commands/request_id=390ce15d-6e69-4021-b83a-5e953eea874c{ 
        "paras":{ 
        "motor":1},"service_id":"motor","command_name":"motor"}

MCU采用的STM32芯片，设备端代码编写开发就采用的keil5。

keil5安装包下载地址: http://www.myir-tech.com/download.asp

安装keil时，软件要放在英文目录下，电脑的用户名必须是英文，否则会出现一些奇怪问题。

安装过程中，根据提示下一步下一步点击即可。

工程代码:

STM32连接华为云IOT的工程代码Get: https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/81993720

工程代码: