腾讯云
一、简介
腾讯云物联网开发平台（IoT Explorer）为各行业的设备制造商、方案商及应用开发商提供一站式设备智能化服务。平台提供海量设备连接与管理能力及小程序应用开发能力，并打通腾讯云基础产品及 AI 能力，提升传统行业设备智能化的效率，降低用户的开发运维成本，助力用户业务发展。
二、演示功能概述
本教程教你如何用 Air724 开发板，如何接入腾讯云，并且会介绍如何进行腾讯云的上下行交互处理。
三、准备硬件环境
3.1 开发板准备
使用 EVB_Air724 开发板，如下图所示：
淘宝购买链接：Air724UG-NFM 开发板淘宝购买链接 ；
此开发板的详细使用说明参考：Air724UG 产品手册 中的《EVB_Air724UG_AXX 开发板使用说明》，写这篇文章时最新版本的使用说明为：《EVB_Air724UG_A14 开发板使用说明》；开发板使用过程中遇到任何问题，可以直接参考这份使用说明文档。
api：https://doc.openluat.com/wiki/21?wiki_page_id=2068
3.2 数据通信线
USB 数据线一根（micro USB）。
3.3 PC 电脑
WIN7 以及以上版本的 WINDOWS 系统。
3.4 SIM 卡
中国大陆环境下，可以上网的 SIM 卡。一般来说，使用移动，电信，联通的物联网卡或者手机卡都行。
3.5 组装硬件环境
USB 数据线插入 USB 口，另一端与电脑相连，拨码开关全部拨到 ON，串口切换开关选择 UART1,USB 供电的 4V 对应开关拨至 ON 档，SIM 卡放到 SIM 卡槽中锁紧，如下图所示。
四、准备软件环境
4.1 下载调试工具
使用说明参考：Luatools 下载和详细使用
4.2 源码及固件
1.底层 core 下载
下载底层固件，并解压
链接：https://docs.openluat.com/air724ug/luatos/firmware/
如下图所示，红框的是我们要使用到的。
2.本教程使用的 demo：
https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air724UG/tree/master/script_LuaTask/demo/txiot
4.3 下载固件和脚本到开发板中
打开 Luatools，开发板上电开机，如开机成功 Luatools 会打印如下信息。
点击项目管理测试选项。
进入管理界面，如下图所示。
- 点击选择文件，选择底层固件，我的文件放在 D:\luatOS\Air724 路径中
- 点击增加脚本或资源文件，选择程序源码，如下图所示。
- 点击下载底层和脚本，下载完成如下图所示。
五、代码示例介绍
5.1 API 说明
本文用到的接口函数不做详细介绍，可通过点击右侧链接查看具体介绍：mqtt API
5.2 txiot.lua 代码
本文件主要功能是，实现了一个完整的设备注册、MQTT 连接、消息处理的流程，适合用于基于腾讯云 IoT 的设备开发。可以根据具体需求对消息处理逻辑进行扩展和修改。
将 ProductId 改为自己的产品 ID。
将 ProductSecret 改为自己的产品动态注册密钥。
--- 模块功能：腾讯云平台
-- @module txiot
-- @author Dozingfiretruck
-- @license MIT
-- @copyright OpenLuat.com
-- @release 2020.12.31
module(...,package.seeall)
require "ntp"
require "misc"
require "mqtt"
require "utils"
require "patch"
require "socket"
require "http"
require "common"
-- 产品ID和产品动态注册密钥
local ProductId = "5FCW79CXYD"
local ProductSecret = "XOBuiSs4EUCjmP5NcFWrwdOe"
local tx_mqttClient
--[[
函数名：getDeviceName
功能 ：获取设备名称
参数 ：无
返回值：设备名称
]]
local function getDeviceName()
--默认使用设备的IMEI作为设备名称，用户可以根据项目需求自行修改
return misc.getImei()
end
function txiot_publish()
--sys.publish("APP_SOCKET_SEND_DATA")
--mqtt发布主题
tx_mqttClient:publish("$thing/up/property/"..ProductId.."/"..getDeviceName(), "publish from luat mqtt client", 0)
end
-- 无网络重启时间，飞行模式启动时间
local rstTim, flyTim = 600000, 300000
local enrol_end = false
local mqtt_ready = false
--- MQTT连接是否处于激活状态
-- @return 激活状态返回true，非激活状态返回false
-- @usage mqttTask.isReady()
function isReady()
return mqtt_ready
end
--- MQTT客户端数据接收处理
-- @param mqttClient，MQTT客户端对象
-- @return 处理成功返回true，处理出错返回false
-- @usage mqttInMsg.proc(mqttClient)
local function proc(mqttClient)
local result,data
while true do
result,data = mqttClient:receive(120000,"APP_SOCKET_SEND_DATA")
--接收到数据
if result then
log.info("mqttInMsg.proc",data.topic,string.toHex(data.payload))
--TODO：根据需求自行处理data.payload
else
break
end
end
return result or data=="timeout" or data=="APP_SOCKET_SEND_DATA"
end
local function cbFnc(result,prompt,head,body)
log.info("testHttp.cbFnc",result,prompt,head,body)
local dat, result, errinfo = json.decode(body)
if result then
if dat.code==0 then
io.writeFile("/txiot.dat", body)
log.info("腾讯云注册设备成功:", body)
else
log.info("腾讯云设备注册失败:", body)
end
enrol_end = true
end
end
local function device_enrol()
local deviceName = getDeviceName()
local nonce = math.random(1,100)
local timestamp = os.time()
local data = "deviceName="..deviceName.."&nonce="..nonce.."&productId="..ProductId.."×tamp="..timestamp
local hmac_sha1_data = crypto.hmac_sha1(data,#data,ProductSecret,#ProductSecret):lower()
local signature = crypto.base64_encode(hmac_sha1_data,#hmac_sha1_data)
local tx_body = {
deviceName=deviceName,
nonce=nonce,
productId=ProductId,
timestamp=timestamp,
signature=signature,
}
local tx_body_json = json.encode(tx_body)
http.request("POST","https://ap-guangzhou.gateway.tencentdevices.com/register/dev",nil,{["Content-Type"]="application/json; charset=UTF-8"},tx_body_json,30000,cbFnc)
end
local function tencent_iot()
if not io.exists("/txiot.dat") then device_enrol() while not enrol_end do sys.wait(100) end end
if not io.exists("/txiot.dat") then device_enrol() log.warn("设备注册失败或设备已注册") return end
local dat = json.decode(io.readFile("/txiot.dat"))
local clientid = ProductId .. getDeviceName() --生成 MQTT 的 clientid 部分, 格式为 ${productid}${devicename}
local connid = math.random(10000,99999)
local expiry = tostring(os.time() + 3600)
local username = string.format("%s;12010126;%s;%s", clientid, connid, expiry) --生成 MQTT 的 username 部分, 格式为 ${clientid};${sdkappid};${connid};${expiry}
local payload = json.decode(crypto.aes_decrypt("CBC","ZERO",crypto.base64_decode(dat.payload, #dat.payload),string.sub(ProductSecret,1,16),"0000000000000000"))
local password
if payload.encryptionType==2 then
local raw_key = crypto.base64_decode(payload.psk, #payload.psk) --生成 MQTT 的 设备密钥 部分
password = crypto.hmac_sha256(username, raw_key):lower() .. ";hmacsha256" --根据物联网通信平台规则生成 password 字段
elseif payload.encryptionType==1 then
io.writeFile("/client.crt", payload.clientCert)
io.writeFile("/client.key", payload.clientKey)
end
while true do
if not socket.isReady() and not sys.waitUntil("IP_READY_IND", rstTim) then sys.restart("网络初始化失败!") end
--创建一个MQTT客户端
tx_mqttClient = mqtt.client(clientid,300,username,password)
--阻塞执行MQTT CONNECT动作，直至成功
if payload.encryptionType==2 then
while not tx_mqttClient:connect(ProductId..".iotcloud.tencentdevices.com",1883,"tcp",nil,2000) do sys.wait(2000) end
elseif payload.encryptionType==1 then
while not tx_mqttClient:connect(ProductId..".iotcloud.tencentdevices.com",8883,"tcp_ssl",{clientCert="/client.crt",clientKey="/client.key"},2000) do sys.wait(2000) end
end
log.info("mqtt连接成功")
tx_mqttClient:publish("$thing/up/property/"..ProductId.."/"..getDeviceName(), "publish from luat mqtt client", 0)
--mqtt订阅主题
local txiot_subscribetopic = {
["$thing/down/property/"..ProductId.."/"..getDeviceName()]=0
}
--订阅主题
if tx_mqttClient:subscribe(txiot_subscribetopic, nil) then
log.info("mqtt订阅成功")
--循环处理接收和发送的数据
while true do
mqtt_ready = true
if not proc(tx_mqttClient) then log.error("mqttTask.mqttInMsg.proc error") break end
end
else
log.info("mqtt订阅失败")
end
mqtt_ready = false
--断开MQTT连接
tx_mqttClient:disconnect()
end
end
local function iot()
ntp.timeSync()
if not socket.isReady() and not sys.waitUntil("IP_READY_IND", rstTim) then sys.restart("网络初始化失败!") end
while not ntp.isEnd() do sys.wait(1000) end
tencent_iot()
end
net.switchFly(false)
-- NTP同步失败强制重启
local tid = sys.timerStart(function()
net.switchFly(true)
sys.timerStart(net.switchFly, 5000, false)
end, flyTim)
sys.subscribe("IP_READY_IND", function()
sys.timerStop(tid)
log.info("---------------------- 网络注册已成功 ----------------------")
end)
sys.taskInit(iot)
5.3 main.lua 代码
本代码为主程序脚本，系统启动后首先会对 4G 网络进行配置，等待网络连接成功，然后加载测试模块。
--必须在这个位置定义PROJECT和VERSION变量
--PROJECT：ascii string类型，可以随便定义，只要不使用,就行
--VERSION：ascii string类型，如果使用Luat物联云平台固件升级的功能，必须按照"X.X.X"定义，X表示1位数字；否则可随便定义
PROJECT = "HTTP"
VERSION = "2.0.0"
--加载日志功能模块，并且设置日志输出等级
--如果关闭调用log模块接口输出的日志，等级设置为log.LOG_SILENT即可
require "log"
LOG_LEVEL = log.LOGLEVEL_TRACE
--[[
如果使用UART输出日志，打开这行注释的代码"--log.openTrace(true,1,115200)"即可，根据自己的需求修改此接口的参数
如果要彻底关闭脚本中的输出日志（包括调用log模块接口和Lua标准print接口输出的日志），执行log.openTrace(false,第二个参数跟调用openTrace接口打开日志的第二个参数相同)，例如：
1、没有调用过sys.opntrace配置日志输出端口或者最后一次是调用log.openTrace(true,nil,921600)配置日志输出端口，此时要关闭输出日志，直接调用log.openTrace(false)即可
2、最后一次是调用log.openTrace(true,1,115200)配置日志输出端口，此时要关闭输出日志，直接调用log.openTrace(false,1)即可
]]
--log.openTrace(true,1,115200)
require "sys"
require "net"
--每1分钟查询一次GSM信号强度
--每1分钟查询一次基站信息
net.startQueryAll(60000, 60000)
--此处关闭RNDIS网卡功能
--否则，模块通过USB连接电脑后，会在电脑的网络适配器中枚举一个RNDIS网卡，电脑默认使用此网卡上网，导致模块使用的sim卡流量流失
--如果项目中需要打开此功能，把ril.request("AT+RNDISCALL=0,1")修改为ril.request("AT+RNDISCALL=1,1")即可
--注意：core固件：V0030以及之后的版本、V3028以及之后的版本，才以稳定地支持此功能
ril.request("AT+RNDISCALL=0,1")
--加载控制台调试功能模块（此处代码配置的是uart2，波特率115200）
--此功能模块不是必须的，根据项目需求决定是否加载
--使用时注意：控制台使用的uart不要和其他功能使用的uart冲突
--使用说明参考demo/console下的《console功能使用说明.docx》
--require "console"
--console.setup(2, 115200)
--加载网络指示灯和LTE指示灯功能模块
--根据自己的项目需求和硬件配置决定：1、是否加载此功能模块；2、配置指示灯引脚
--合宙官方出售的Air720开发板上的网络指示灯引脚为pio.P2_0，LTE指示灯引脚为pio.P2_1
--require "netLed"
--netLed.setup(true,pio.P2_0,pio.P2_1)
--网络指示灯功能模块中，默认配置了各种工作状态下指示灯的闪烁规律，参考netLed.lua中ledBlinkTime配置的默认值
--如果默认值满足不了需求，此处调用netLed.updateBlinkTime去配置闪烁时长
--LTE指示灯功能模块中，配置的是注册上4G网络，灯就常亮，其余任何状态灯都会熄灭
--加载错误日志管理功能模块【强烈建议打开此功能】
--如下2行代码，只是简单的演示如何使用errDump功能，详情参考errDump的api
require "errDump"
errDump.request("udp://dev_msg1.openluat.com:12425", nil, true)
--加载远程升级功能模块【强烈建议打开此功能，如果使用了阿里云的OTA功能，可以不打开此功能】
--如下3行代码，只是简单的演示如何使用update功能，详情参考update的api以及demo/update
--PRODUCT_KEY = "v32xEAKsGTIEQxtqgwCldp5aPlcnPs3K"
--require "update"
--update.request()
--加载腾讯云平台功能测试模块
require "txiot"
--启动系统框架
sys.init(0, 0)
sys.run()
六、腾讯云操作
6.1 产品操作
打开腾讯云，进入控制台选择物联网开发平台进入。（记住是物联网开发平台不是物联网通信）物联网开放平台
切换到老版本(腾讯新出了个 v2 版本开发平台，V2 较 V1 版本去掉了证书校验，去掉了自动注册中自动创建设备功能，自动注册的自动创建设备改没了，自动注册要手动一个一个创建设备)
点击新建项目
6.2 设备操作
进入项目点击新建产品，认证方式可选密钥认证或证书认证
进入产品记住产品 ID
打开动态注册并记住 ProductSecret
创建完成后，自动跳转新建设备界面，点击设备调试，再点击新建设备，设备名称我们可以直接填写模组的 imei 号
这样我们就创建好了设备，我们点进去看下设备信息！
可以看到我们需要的数据已经被贴心的加了一键复制，我们要记录下 设备名称、产品 ID、设备密钥 这三个数据，使用这三个数据我们就可以上云了！
6.3 设备注册
腾讯云 v2 开发平台支持两种注册方式，分别为密钥校验(手动注册)和动态注册，本文使用的动态注册方式。
6.3.1 动态注册
开启动态注册后设备无需一一烧录设备证书/密钥，同一产品下的所有设备可烧录相同的产品密钥(ProductId 和 ProductSecret )，云端授权通过后下发设备证书/密钥，您可以根据业务需要选择是否开启。本例采用动态注册的方式进行注册并连接云平台。
注意：动态注册需要在产品开发界面打开动态注册按钮， 随后会生成动态注册上方的产品密钥，我们复制产品 ID 和产品密钥即可。
将上面记录的产品 ID 填入 ProductId 中，产品密钥填入 ProductSecret 中。
-- 产品ID和产品动态注册密钥
local ProductId = "8ZAWHGG8AU"
local ProductSecret = "B7l0lX3GeotzY2HnlYQ83Zli"
6.3.2 密钥校验(手动注册)
手动注册不需要在产品开发界面打开动态注册按钮，但是设备要先在平台上注册。将上面记录的产品 ID 填入 ProductId 中，产品密钥填入 ProductSecret 中。
-- 产品ID和产品手动注册密钥
local ProductId = "8ZAWHGG8AU"
local ProductSecret = "B7l0lX3GeotzY2HnlYQ83Zli"
七、开机调试
7.1 开发板开机
连接好硬件并下载固件后，启动 Luatools 软件，系统运行信息将显示在界面中。红框中为开发板连接到 PC 机后正常打印的信息，如下图所示。
7.2 功能调试
- 使用设备的 IMEI 作为设备名称。
- 通过 HTTP POST 请求向腾讯云注册设备，并生成所需的签名。
- 创建 MQTT 客户端并连接到腾讯云物联网平台。
订阅 MQTT 主题，处理接收到的消息。
服务器下发属性测试
服务器发送属性界面：
7.3 腾讯云上查看设备状态
八、常见问题
8.1 腾讯云接入失败，怎么排查？
答：先检查设备配置，确保设备的 ID、名称、密钥等配置信息正确无误；同时也要检查下网络连接，确保 SIM 卡是正常入网状态，若还是不行，请再仔细看下教程，看是否有哪个步骤有疏漏。
8.2 MQTT 连接腾讯云 ， 不断的重连
确认一下是不是时间戳不对导致的，腾讯云注册是需要时间戳的。查看时间戳代码如下。
local timestamp = os.time()
log.info("时间戳:", timestamp )