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物聯網開發的技術鏈比較長，很多情況下，如果沒有很好的引導，很難從互聯網層面轉到物聯網層面，也不可能真正的0基礎轉行。

下文以樹莓派4和Arduino為例，由淺入深來模擬一個物聯網應用開發的實例。樹莓派4的初始化的教程在語雀上有相關的介紹（https://www.yuque.com/miniqiang），包括如何註冊阿里雲、初始化樹莓派，至於如何連接樹莓派，可以在https://pinout.xyz/pinout上查看，有關於樹莓派上每一個管腳的功能介紹。

一、Hello World

任何一個軟件開發者都會先從HelloWorld程序起步，物聯網開發也一樣，不過物聯網硬件開發的HelloWorld程序一般是通過控制燈的閃爍（點燈實驗）來實現，與軟件開發不同的是硬件的HelloWorld程序會貫穿我們整個的物聯網應用開發過程，一定程度上也是該過程中最重要的一個程序。

（一）樹莓派4的點燈實驗

我們將樹莓派4連接到計算機上，通過一個小的程序來實現Led燈的控制，也就是HelloWorld程序了，其python代碼如下。

coding=utf-8

import RPi.GPIO as gpio
import time

gpio.setmode(gpio.BOARD) #IO口編碼規則選擇板卡編號
gpio.setup(5,gpio.OUT) #5號口輸出

while True:
gpio.output(5,gpio.HIGH) # 5號引腳輸出高電平
time.sleep(1) #停頓1秒
gpio.output(5,gpio.LOW) #5號引腳輸出低電平
time.sleep(1) #停頓1秒
通過運行以上代碼，我們便能實現Led燈的閃爍，實現了一個最簡單的控制硬件的程序。

（二）Arduino的點燈實驗

大部分情況下我們是不會直接用計算機進行點燈的，因為系統會直接調用管腳，而管腳是直接接到硬件的CPU上的，萬一接錯了一些地方，可能會造成嚴重的後果，甚至燒燬CPU。一般來說，我們會使用Arduino板，通過USB來對其進行控制，再通過網線等連接到其他硬件上進行復雜的開發工作。
以下是實現Arduino點燈實驗的Blink代碼（C++）：
void setup()
{
pinMode(2,OUTPUT);
}
void loop(){
digitalWrite(2,HIGH);
delay(1000); //ms
digitalWrite(2,LOW);
delay(1000);
}
在選擇好相應的板卡和串口後，點擊上傳程序，會自動編譯，程序成功上傳到板子中後就可以看到Led燈如程序設定的有規律亮滅現象，這就說明我們的點燈實驗成功了。

（三）通過Json來進行控制Led燈

上面兩個實驗中，燈的亮滅均是由寫好的程序來控制的，不受我們行為或者指令的控制，那麼如果要實現數據可控，比如通過阿里雲來控制的話，我們要怎麼做呢？這裡我們舉一個例子，我們用json來傳遞我們的指令，進而控制燈的開關。實現該功能的步驟大致如下：
1、初始化端口；
2、串口處理，如果收到了消息，就把消息取出來交給json處理，函數代碼如下（C++）：
//串口處理
if(Serial.available()>0)//檢查串口是否有數據，並且緩衝區是否可用
｛
delay(50);
byte SerialDataLen = Serial.available();//獲取消息長度
char SerialData[SerialDataLen];
for(int a=0;a {

 SerialData[a]=rSerial.read();

}
｝
3、json處理，如果錯誤，就返回一個json錯誤，並且返回程序，如果正確，就會執行動作，其中json消息類似｛"O":2,"D":0-1｝，"O"代表消息輸出的串口，"D"代表動作，0為關燈，1為開燈，json處理函數的代碼如下（C++）：
//json處理
size_t capacity = JSON_ARRAY_SIZE(2)+30;
DynamicJsonDocument JSON(capacity);
//判斷串口消息是否可以解析
DeserializationError error = deserializeJson(JSON.SerialData);
if(error)//判斷對象是否符合標準
｛
Serial.printin("json.error");
return;
｝
4、執行動作，其代碼如下（C++）：
//執行動作
byte sw = JSON['O'];
byte type = JSON['D'];
digitalWrite(sw.type); //配置控制狀態
在完成以上步驟程序的書寫、編譯以及上傳之後，通過串口監視器，發送json消息給串口，我們就實現了通過USB線的方式來人為控制燈的亮滅。

二、樹莓派4+Arduino的點燈實驗

上面通過Json來進行控制Led燈的實驗我們仍然是直接用的計算機來傳遞指令，下面我們用樹莓派來進行控制。我們用USB將Arduino板子和樹莓派4連接在一起，如果樹莓派4檢測到了板子，就會多出一個ttyUSB0的串口，代表設備連接成功。我們要實現的功能與上面的實驗類似，就是通過指令來控制連接在Arduino板子上的Led燈的開關。其Blink代碼如下（python）：
import serial,time,json
port = serial.Serial(port='dev/ttyUSB0',baudrate=9600,

  bytesize=8，parity='N',stopbits=1,timeout=2)

time.sleep(2)
On = {'O':2,'D':0}
On = json.dums(On)
Off = {'O':2,'D':0}
Off = json.dumps(Off)
while True:

port.write(str.encode(On))
time.sleep(1)
port.write(str.encode(Off))
time.sleep(1)

通過以上程序我們就實現了通過計算機軟件來控制前端的硬件設備，在該例子中樹莓派4通過USB線每次給Arduino板子發送一條指令來控制Led燈的亮滅。可能大家會有疑問，上面的實驗有什麼用呢，就是我們可以通過上面的程序來控制繼電器，進而通過繼電器（如下圖）來控制家裡的開關，比如小米的智能插座，然後實現控制家裡電器開關的作用，最終可以實現智能家居。

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