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基於阿里雲物聯網平臺,我們這樣實現簡易出入監控

本文通過一個簡單例項,主要介紹瞭如何使用樹莓派快速接入阿里雲iot platform,並實現了一個簡易的監控人員出入並拍照上送釘釘群的場景

場景

在公司大門入口處布點樹莓派和紅外感應,實現出入口人員出入時,自動拍照並上送釘釘群機器人

準備

物料準備

  • 樹莓派
  • HC-SR501 人體紅外感應器
  • 樹莓派攝像頭
  • 母對母杜邦線三根

阿里雲環境準備

  • 物聯網平臺
  • 物件儲存OSS
  • 函式計算
  • 日誌服務(可選)

操作步驟

1 雲端開發

1.1 物聯網平臺

登入阿里雲控制檯,進入物聯網平臺控制面板

1.1.1 新建產品

進入裝置管理,建立產品,選擇基礎版或高階版都可以,本例項使用基礎版就可以滿足基本要求。
紳士手
系統會自動建立3個Topic,我們需要使用 /ProductName/${deviceName}/update,作為裝置告警訊息的上送的Topic。

1.1.2 裝置管理

在產品中新增裝置,並獲得裝置的3元組,在2.3節的裝置程式碼的編寫時需要使用此3元組。裝置三元組是裝置的唯一標示
裝置3元組

1.1.3 新建規則引擎

設定規則引擎的意義在於,可以將裝置上送的訊息資料,通過配置轉發規則將處理後的資料轉發到阿里雲其他服務,例如RDS、TBS和函式計算等等。我們需要注意的是從裝置端到規則引擎處理後的JSON資料格式的變化,下圖中是基礎版的演變過程:


我們在裝置端訊息上送定義的JSON的格式是:

{
    'photo': 'xxxxxxx.jpg'
}

新建立一個規則,資料格式選擇JSON。編寫處理資料的SQL

SELECT deviceName() deviceName, photo FROM "/a1O4b4XcICc/+/update"

配置完成後,我們可以模擬除錯一下,檢查規則是否正確:
除錯
接著,配置資料轉發,把資料轉發到FC函式計算中。分別選擇在1.3步驟中建立好的服務和函式。
轉發配置

1.2 物件儲存

由於裝置端拍攝的照片需要在釘釘中展示,因此把照片儲存在OSS上是一個解決方案。

1.2.1 新建bucket

新建一個bucket用於儲存裝置上送的照片。讀寫許可權選擇公共讀
然後在bucket中建立photo目錄。

1.3 函式計算

經過物聯網平臺規則引擎轉發過來的JSON資料,我們通過建立函式,把它轉發到釘釘機器人介面上,實現釘釘群中的訊息通知

1.3.1 新建服務

新建立服務,如果需要記錄和回溯函式執行的日誌,則需要開通日誌服務,配置日誌倉庫。

1.3.2 新建函式

使用空白模版新建函式,不需要觸發器,執行環境選擇python2.7

1.3.3 函式程式碼

# -*- coding: utf-8 -*-

import logging
import json
import requests

# 釘釘訊息傳送實現
def post(data):
    webhook_url='https://oapi.dingtalk.com/robot/send?access_token=${Token}' #釘釘群機器人的webhook的URL
    headers = {'Content-Type': 'application/json; charset=utf-8'}
    post_data = json.dumps(data)
    try:
        response = requests.post(webhook_url, headers=headers, data=post_data)
        logging.info('Send success')
    except requests.exceptions.HTTPError as exc:
        logging.error("Send Error,HTTP error: %d, reason: %s" % (exc.response.status_code, exc.response.reason))
        raise
    except requests.exceptions.ConnectionError:
        logging.error("Send Error,HTTP connection error!")
        raise
    else:
        result = response.json()
        logging.info('Send Error:%s' % result)
        if result['errcode']:
            error_data = {"msgtype": "text", "text": {"content": "Send Error, reason:%s" % result['errmsg']}, "at": {"isAtAll": True}}
            logging.error("Send Error:%s" % error_data)
            requests.post(webhook_url, headers=headers, data=json.dumps(error_data))
        return result

# 傳送釘釘markdown訊息
def post_markdown(title,text):
    data = {
        "msgtype": "markdown",
        "markdown": {
            "title": title,
            "text": text
        },
        "at": {
            "atMobiles": [],
            "isAtAll": False
        }
    }
    post(data)

# 函式計算入口
def handler(event, context):
    logger = logging.getLogger()
    evt = json.loads(event)
    #OSS endpoint url
    post_markdown('告警','![screenshot](https://${bucket}.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/photo/%s)' % evt.get('photo',''))
    logger.info('photo name is %s', evt.get('photo',''))
    return 'OK'

2 裝置端開發

HC-SR501模組感應到有人移動時,會輸出高電平,則觸發攝像頭拍照,並將照片檔案儲存到OSS,同時傳送訊息到IOT平臺的/ProductName/${deviceName}/update訊息佇列中

2.1 硬體安裝

  1. 連線好攝像頭
  2. 將HC-SR501 人體紅外感應器的vcc引腳接5v,也就是pin4,I/O引腳接pin18,GND引腳接地pin6

2.2 環境準備

我們在樹莓派上使用python2.7作為開發語言。

1. pip install aliyun-python-sdk-iot-client
2. pip install oss2
3. mkdir py-demo (專案程式資料夾)
4. cd py-demo
5. mkdir photo (本地照片臨時目錄)
6. vim monitor.py

2.3 程式碼開發

monitor.py 內容如下:

# -*- coding: utf-8 -*-

import json
import uuid
import logging
from time import sleep
from picamera import PiCamera
import RPi.GPIO as GPIO
import oss2
import aliyunsdkiotclient.AliyunIotMqttClient as iot

# 引數定義
options = {
    'productKey': '${productKey}',  # 裝置標識三元組
    'deviceName': '${deviceName}',  # 裝置標識三元組
    'deviceSecret': '${deviceSecret}',  # 裝置標識三元組
    'port': 1883,  # iot mqtt port
    'host': 'iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com',  # iot mqtt endpoint
    'endpoint': 'http://oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com',  # oss endpoint
    'ak': '${ak}',
    'sk': '${sk}',
    'bucket': '${bucket}',  # oss bucket
    'ir_pin': 24  # 人體紅外感應器設定讀取針腳標號
}

topic = '/' + options['productKey'] + '/' + options['deviceName'] + '/user/test'

# 拍照存oss,併發送通知
def takephoto2oss(client):

    #拍照
    photo_filename = str(uuid.uuid1()) + ".jpg"
    print('take photo :' + photo_filename)
    camera.capture('photo/' + photo_filename)

    #存OSS
    print('save photo to oss :' + photo_filename)
    bucket.put_object_from_file(
        'photo/' + photo_filename, 'photo/' + photo_filename)

    #訊息上送
    payload_json = {
        'photo': photo_filename
    }
    print('send data to iot server: ' + str(payload_json))
    client.publish(topic, payload = str(payload_json))


def on_connect(client, userdata, flags_dict, rc):
    print("Connected with result code " + str(rc))


def on_disconnect(client, userdata, flags_dict, rc):
    print("Disconnected.")


if __name__ == '__main__':
    # GPIO 初始化
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setwarnings(False)
    GPIO.setup(options['ir_pin'], GPIO.IN)

    # 攝像頭 初始化
    camera = PiCamera()
    camera.resolution = (640, 480)
    camera.vflip = True
    camera.hflip = True

    # OSS 初始化
    auth = oss2.Auth(options['ak'], options['sk'])
    bucket = oss2.Bucket(auth, options['endpoint'], options['bucket'])

    # IOT Mqtt 初始化
    client = iot.getAliyunIotMqttClient(options['productKey'], options['deviceName'], options['deviceSecret'], secure_mode = 3)
    client.on_connect = on_connect
    client.connect(host=options['productKey'] + '.' + options['host'], port=options['port'], keepalive = 60)

    while True:
        # 當高電平訊號輸入時報警
        if GPIO.input(options['ir_pin']) == True:
            print " Someone is coming!"
            takephoto2oss(client)
        else:
            continue
        sleep(3)

3 測試執行

3.1 裝置端執行

在py-demo資料夾下執行

python monitor.py

3.2 雲端檢視上送訊息

進入裝置介面,觀察裝置狀態

在裝置的Topic列表中,也可以看到釋出的訊息個數

高階版的產品,還提供了訊息日誌,而本例中的產品是基礎版,並無此功能。

3.3 釘釘群機器人結果

當有人出入門口的時候,釘釘群就可以收到機器人的訊息推送

3.4 後續完善

如果大家有興趣,還可以進一步結合阿里雲的人臉識別服務,再配合繼電器,實現人員考勤和出入門禁的功能

總結

通過阿里雲物聯網平臺,結合阿里雲提供的其他產品和服務,使用者可以快速地構建一套基於雲邊端一體的IOT產品,開發者只需關注業務層面的開發,而不用再花太多的精力在底層和通訊上,大大減少了開發週期,實現了產品的快速研發和迭代,節約了開發成本。


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