【Banana Pi M1+试用体验】【结项】香蕉派上传室温至Yeelink服务器 + Yeelink服务器远程控制香蕉派IO口

一 项目概述
当今物联网（IoT）风靡全球，智能家居、智能农业等领域都有着物联网的身影（刚参加完华东区的物联网设计竞赛，看到河海大学的一组同学利用香蕉派（树莓派）做了“三维重建”的工作，目的是控制试衣模型自动变换胖瘦形态，感觉还是蛮叼的）。本节笔者将介绍如何利用Bananapi的片上WIFI和GPIO口资源实现物联网的应用。借助Yeelink云服务，实现数据和指令的上传下达。

原料：香蕉派、路由器、铂电阻温度传感器（PT100）、ADC（AD7793）、继电器、用电器

二 项目实现过程
【功能一】通过Yeelink控制开关（LED、继电器等开关型元器件）
步骤1：注册Yeelink账户，添加设备和传感器
在yeelink网站上注册用户并登录，根据向导添加设备和传感器。

如上图所示，我已经添加了一个名叫“开关”的设备和一个名叫“继电器”的传感器。传感器隶属于设备，一个设备可以包含若干个传感器。

Yeelink提供的云服务，我们可以通过Wifi芯片发送Http报文来交互，通过get命令获取服务器上的值，通过post命令修改服务器上的值。

步骤2：通过Postman了解Yeelink的交互方式

为了方便大家理解，我们用Http报文模拟软件来试验一下，在这里推荐一款谷歌应用商店中Http报文模拟软件，名叫Postman。

我们打开Postman，选择命令为“GET”，在地址栏输入API地址（见上图传感器一栏中的API地址），点击Headers（请求头部），输入一对字典值（U-ApiKey：ac0c11235e.........）。

U-ApiKey可以在管理首页找到，这是接入个人用户的ID凭证，如下图：

然后我们点击“Send”，向Yeelink服务器发送Http报文的get请求，得到的响应如下：在响应包体中（Body），中我们可以看到继电器的值，响应的时间，传感器ID和设备ID。其中“value”：0表示继电器的状态为“断开”。

我们到Yeelink网页中，把继电器打开(吸合连通)：

再到Postman中点击Send，观察响应。从下图的响应可以看出，“value”：1表示继电器处于“连通”状态。

步骤3：香蕉派的硬件实现

通过Postman的模拟，我们大概已经知道了如何获取Yeelink云上的开关值。那么接下来，我们就借助香蕉派的片上Wifi模组，来向Yeelink发送Http报文，实现和Postman相同的功能。若香蕉派获取到value = 1，则通过GPIO口置高来控制继电器连通；若获取到value = 0，则通过GPIO口拉低来控制继电器断开。

准备工作：安装库文件

1、安装python-pip

输入命令：sudo apt-get install python-pip

2、安装requests

输入命令：sudo pip install requests

编写Python代码：yeelink.py代码如下：

第4,5行的import requests和import json就用到了刚才安装的库文件。

# -*- coding: utf-8 -*-  

import RPi.GPIO as GPIO  

import time  

import requests

import json

#设备URL，这里替换成你自己的api地址

apiurl = 'http://api.yeelink.net/v1.1/device/349382/sensor/391371/datapoints'

#请求头部，这里替换成你自己的ApiKey

apiheaders = {'U-ApiKey':'ac0c11e35e9f93618a846xxxxxxxxxxxxx','Host':'api.yeelink.net'}

# BOARD编号方式，基于插座引脚编号  

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)  

# 输出模式  

GPIO.setup(3, GPIO.OUT)          #继电器

while True:

        #发送请求

        r = requests.get(apiurl,headers=apiheaders)

        #打印相应内容

        print(r.text)

        #转换为字典类型

        switch = r.json()

        #判断开关量

        if(switch['value']==1):

                print "switch onn"

                GPIO.output(3, GPIO.HIGH)#继电器连通

        else:

                print "switch offn"

                GPIO.output(3, GPIO.LOW)#继电器断开

        #延时x秒

        time.sleep(3)

我们通过FileZilla把yeelink.py传输到香蕉派中，输入命令sudo python yeelink.py后，程序运行，运行结果如下图：

这样我们就可以通过网页、手机、微信等能连接互联网的应用对家里的LED灯、热水器开关之类的器件进行远程控制。注意要把香蕉派先联网哦~~

【功能二】采集室温发送到Yeelink服务器上（网页、APP、微信等）步骤1：登录Yeelink账户，添加设备和温度传感器

上文中，我们已经注册了Yeelink账户，并在用户中心添加了开关型传感器。第二部分，我们需要再添加一个数值型传感器：定义为温度传感器，这个传感器被动接收香蕉派上传的值，并在服务器上绘制出温度变化折线图。

步骤2：通过Postman了解Yeelink的交互方式

我们打开Postman，选择命令为“POST”，在地址栏输入API地址（见上图传感器一栏中的API地址），点击Headers（请求头部），输入一对字典值（U-ApiKey：ac0c11235e.........）。点击Body（请求包体），在下方文本框中输入一对字典值{“value”: 20}。

点击SEND，Http响应200 OK，表示数值上报成功，我们再次回到yeelink网页查看温度传感器的值，发现已经成功修改为20摄氏度。

步骤3：香蕉派的硬件实现

通过Postman的模拟，我们大概已经知道了如何向yeelink云上传温度值。那么接下来，我们就借助香蕉派的片上Wifi模组，来向Yeelink发送Http报文，实现和Postman相同的功能。

温度采集硬件外设：PT100 + AD7793

本文利用PT100作为温度传感器，AD7793是一款带有激励电流源的24位ADC。温度升高时，PT100的阻值也会线性增大。AD7793向PT100提供1个毫安的激励电流源，得到模拟电压后转换为数字量，通过SPI接口连接香蕉派，供香蕉派读取实时温度值。

香蕉派获得当前温度值后，通过片上WiFi模块，向Yeelink服务器上报温度值。硬件外设如下：

AD7793的SPI接口和香蕉派的GPIO口连接：

        GPIO.setup(3, GPIO.OUT)          #CS

        GPIO.setup(5, GPIO.OUT)         #SCLK

        GPIO.setup(7, GPIO.OUT)         #DIN

        GPIO.setup(11,GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)         #DOUT

Python编程驱动AD7793

建立ad7793.py文件：

编写代码如下：

该文件包含ad7793的寄存器读写函数。

# -*- coding: utf-8 -*-  

import RPi.GPIO as GPIO  

import time  

#端口操作

def        CS_H():

        GPIO.output(3, GPIO.HIGH)

        return

def CS_L():

        GPIO.output(3, GPIO.LOW)

        return

def        SCLK_H():

        GPIO.output(5, GPIO.HIGH)

        return

def SCLK_L():

        GPIO.output(5, GPIO.LOW)

        return

def        DIN_H():

        GPIO.output(7, GPIO.HIGH)

        return

def DIN_L():

        GPIO.output(7, GPIO.LOW)

        return

def AD_OUT():

        return GPIO.input(11)

#采样通道

CHANNEL_1 = 1

CHANNEL_2 = 2

#寄存器地址

STATE    = 0X40

MODE_W   = 0X08

MODE_R   = 0X48

CONFIG_W = 0X10

CONFIG_R = 0X50

DATA     = 0X58

ID       = 0X60

IO_W     = 0X28

IO_R     = 0X68

OFFSET_W = 0X30

OFFSET_R = 0X70

FULL_W   = 0X38

FULL_R   = 0X78

def Init():

        # BOARD编号方式，基于插座引脚编号  

        GPIO.setmode(GPIO.BOARD)  

        # 输出模式  

        GPIO.setup(3, GPIO.OUT)          #CS

        GPIO.setup(5, GPIO.OUT)         #SCLK

        GPIO.setup(7, GPIO.OUT)         #DIN

        GPIO.setup(11,GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)         #DOUT

        Write(0xff)

        Write(0xff)

        Write(0xff)

        Write(0xff)

        time.sleep(0.001)

        ConfigCH1()

        return

def Write(data):

        i = 0

        SCLK_H()

        CS_H()

        time.sleep(0.000001)

        CS_L()

        time.sleep(0.000001)

        for i in range(0,8):

                SCLK_L()

                time.sleep(0.000001)

                if(data & 0x80):

                        DIN_H()

                else:

                        DIN_L()

                time.sleep(0.000001)

                data <<= 1

                SCLK_H()

                time.sleep(0.000001)

        CS_H

        return

def Read():

        DATA_OUT = 0

        i = 0

        CS_H()

        CS_L()

        time.sleep(0.000001)

        for i in range(0,8):

                DATA_OUT <<= 1

                SCLK_L()

                time.sleep(0.000001)

                if(AD_OUT()):

                        DATA_OUT += 1

                SCLK_H()

                time.sleep(0.000001)

        CS_H

        return DATA_OUT

def ConfigCH1():

        Write(MODE_W)

        Write(0x00)

        Write(0x41)

        Write(CONFIG_W)

        Write(0x10)

        Write(0x90)

        Write(IO_W)

        Write(0x03)

        return

def ConfigCH2():

        Write(MODE_W)

        Write(0x20)

        Write(0x41)       

        Write(CONFIG_W)

        Write(0x98)

        Write(0x11)

        Write(IO_W)

        Write(0x03)       

        return

def ReadReg(RegAddr):

        Write(RegAddr)

        return Read()

def ReadConversion(channel):

        data = 0

        if(1 == channel):

                ch = 8

        else:

                ch = 9

        while(1):

                flag = ReadReg(STATE)

                if(ch == flag):

                        break

        Write(DATA)

        data += Read()

        data <<= 8

        data += Read()

        data <<= 8

        data += Read()

        return data

def GetTemp(channel):

        data = ReadConversion(channel)

        Vol = 1.17 / 0xffffff * data #pt100上的电压：伏特

        Res = Vol / 0.001                          #除以1毫安获得电阻：欧姆

        Temp = (Res/100 - 1)/0.00392 #获得温度：摄氏度

        return Temp

       

建立test.py主程序函数，代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-  

import RPi.GPIO as GPIO  

import time

import requests

import json

import ad7793　#相当于include “ad7793.h”

#设备URL，这里替换成你自己的APIURL

apiurl_temp = 'http://api.yeelink.net/v1.1/device/349360/sensor/391335/datapoints'

#请求头部，这里替换成你自己的ApiKey

apiheaders = {'U-ApiKey':'ac0c11e35e9f93618a846xxxxxxxxxxxxx','Host':'api.yeelink.net'}

#请求包体

payload = {'value':0}

ad7793.Init() #初始化AD7793

while(1):

        #取平均

        TempSum = 0

        for i in range(0,10):

                TempSum += ad7793.GetTemp(ad7793.CHANNEL_1)

        Temp = TempSum/10

        #发送到服务器

        payload['value'] = Temp

        r = requests.post(apiurl_temp,data=json.dumps(payload),headers=apiheaders)

        #延时

        time.sleep(15)

       

我们通过FileZilla把ad7793.py和test.py传输到香蕉派中，输入命令sudo python test.py后，程序运行：下图是我的室温变化图。

这样我们就可以通过网页、手机、微信等能连接互联网的应用远程查看到家中或大棚中的温度变化情况。

三 项目总结

本项目如题所示，完成了两件事情。其一：通过Yeelink服务器远程控制香蕉派的GPIO口，从而对外围硬件驱动并控制；其二：香蕉派采集室温，上传到Yeelink服务器上，在服务器上可以观测温度变化曲线。LED和温度只是一个切入点，香蕉派拥有着无限的可能！

这是第一次接触香蕉派，以前的学习中我只要倾向于硬件设计，但在学习香蕉派的过程中让我学习到了很多软件上的知识，例如Linux、Python、Web知识等等。感觉受益匪浅，在学习的过程，我也分享了很多篇试用报告，希望能够帮助到初学者！

最后分享一句话：真正的科技是让人感觉不到科技的存在！

很完整的分享  感谢楼主

厉害向右看齐！(´_>`)( ´_>`)(´_>`)(´_>`)(･ω･)

香蕉派好