為SIoT寫一個物聯網設備管理插件

謝作如

SIoT是一款簡單易用的MQTT服務器軟件，也是“虛谷物聯”項目的核心軟件之一。SIoT不用安裝，也不用注冊、設置，一鍵運行后，其他物聯網設備（如掌控板）按照一定的規范接入即可正常使用。正因為這一點，SIoT得到創客教師們的熱捧，成為中小學物聯網教學的重要支撐軟件。

但是，能不能用SIoT做一個真實的物聯網項目，如智慧農場、校園氣象站、門禁系統等？我們會發現，功能實現并不難，但管理設備不太方便。SIoT畢竟是通用的MQTT服務器，在線設備管理之類的功能，只能自行開發，這樣難度就有點大。因而，我冒出一個大膽的想法：能不能為SIoT編寫一個插件，讓這個通用的MQTT服務器變成可以商用的物聯網系統管理平臺？

為SIoT編寫網頁插件的可行性分析

作為SIoT開發團隊的成員，我對SIoT的原理還是比較清楚的。SIoT運行后，會啟動兩種網絡服務：一是MQTT服務，作用是處理MQTT消息;二是Web服務，用來運行Web管理頁面，實現在線管理。具體工作流程如圖1所示。

SIoT是一款綠色軟件，主目錄下文件夾“static”中存放的是SIoT的Web管理頁面，如下頁圖2所示。需要強調的是，SIoT的Web管理頁面和SIoT服務器之間是利用WebAPI的方式交互數據的。也就是說，和我們傳統的動態網站開發方式不同，Web管理頁面并不是去讀數據庫，而是發送特定的Web請求，SIoT再返回相應的數據，實現頁面管理功能。這種軟件設計能夠將不同的網絡服務隔離，開發效率更高。

用記事本打開“static”中的HTML文件，如“devices.html”，在源代碼中可以看到其使用了目前最熱門的Web前端框架vue.js技術，如下頁圖3所示。前端頁面設計和后端數據隔離，是現在最主流的Web開發模式。那么，思路就呼之欲出了：只要在SIoT的管理頁面上，按照既定的API規范，就能實現我們預設的功能了。如果同樣采用Vue.js編寫，那和現有的Web頁面結合更加緊密。對于曾經開發過多個網站的資深網管來說，編寫這樣的頁面，技術上不算太難。

SIoT的API功能簡介

我曾經在SIoT的文檔中，提供過一個有趣的范例，即在PPT和Doc中插入超鏈接，就能通過SIoT控制掌控板的開燈、關燈，甚至可以和Mind+中的角色互動。這一功能的實現，其實就是利用了SIoT提供的WebAPI。只要通過瀏覽器訪問特定的地址即可。

地址：http：//SIoT的IP：8080/publish？topic=xzr/001&msg=on&iname=siot&ipwd=dfrobot。

這里的“SIoT的IP”指運行SIoT的電腦IP地址，iname和ipwd要替換為SIoT的用戶名和密碼。

那么，SIoT究竟提供了哪些API？打開SIoT的使用文檔，在“高級操作技巧”的“3. WebAPI”部分，可以看到具體的WebAPI清單，如右表所示。

SIoT文檔地址：https：//siot.readthedocs.io/

“智慧農場”管理插件的編寫

我準備利用SIoT來開發一個學校智慧農場的項目。這個項目事先定義了物聯網協議MQTT的各種細節，如每個物聯網終端節點的名稱為“sf”加局域網IP地址的尾號，終端上的傳感器或執行器模塊，用連接的引腳編號來命名，如a0、d2。這樣一來，每一個模塊都有唯一的TopicID，如“sf88/a0”表示名稱為“sf88”的終端上的設備“a0”。

其中，“a0”接光線傳感器，“a1”接土壤濕度傳感器，“d2”接電磁閥。這個插件的作用是，將所有的終端信息顯示在一個頁面上，并能夠用網頁按鈕的方式進行澆水，也就是給“sf88/d2”的TopicID發送特定的消息。

第一步：新建網頁

復制“devices.html”文件，重命名為“sfarm.html”。然后在“modules”文件夾中，也將“devices.js”文件復制一份，改名為“sfarm.js”。當然，每一個頁面上都要做好超級鏈接，這些都是最基礎的工作，不再贅述。

接下來，需要修改“sfarm.html”文件。核心工作是修改“

第二步：編寫js代碼

設計好網頁后，最難的工作肯定是編寫js代碼。因為需要寫的內容有點多，這里重點介紹“sendMsg_af”的函數。這是供“sfarm.html”上的按鈕來使用的。如何實現“澆水”？其實就是發送一個內容為“1”的消息（如圖5）。

第三步：效果測試

運行SIoT，打開Web管理端，即可看到多了一個名為“智慧農場”的欄目。點擊后，就會看到所有的設備都列出來了，在一個表格中顯示了最新的光照和土壤濕度數據。點擊“澆水”按鈕，就能給相應的TopicID發送消息。

插件編寫給“虛谷物聯”帶來了新玩法

這個“智慧農場”插件一經展示，就贏得了很多教師的好評和關注，有希望提供開發教程的，也有提出新的需求的。毫無疑問，這種開發插件的形式，給“虛谷物聯”帶來了新拓展思路。例如：編寫一個校園氣象站的插件，在一個頁面上呈現最新的溫度、濕度、光照、風向、風速等信息;編寫一個會議室門禁管理插件，可以遠程開門，可以遙控空調，還可以顯示攝像頭畫面;等等。

我始終認為，只有在真實的情境中應用，創客作品的制作、STEM項目的研究才顯得更有價值。給SIoT編寫插件的最重要意義在于，將技術門檻降低了，物聯網技術的應用顯得越來越簡單，開發真實應用不再困難。目前，SIoT的開發人員已經準備在下一版優化代碼，讓編寫插件的技術難度變得更低。到那個時候，相信會有更多的中小學智慧校園系統中，運行著中小學生自主編寫的各種智能應用。