Smart之RestAPI控制LED燈

1. 說明

  範例採用RestAPI通訊，來控制連線到NodeMCU的LED燈。NodeMCU是以ESP8266(ESP12)晶片為基礎，包含了WiFi，GPIO，PWM，ADC，I2C等功能的主控板，執行效率高，非常適合物聯網應用開發，因為它內建了WiFi功能，與Arduino相容，Arduino中可用的感測器基本都可用於NodeMCU。範例中使用的LED燈正極（長腳）連線電阻再連線至NodeMCU D5針腳，LED燈負極連線到NodeMCU GND針腳。

  範例中使用的NodeMCU的ESP8266無線網路，先從路由器獲取IP，連線網路成功后，啟動Rest服務，如果從Rest獲取到LED的參數為0，NodeMCU D5針腳輸出為地電平，LED燈熄滅，反之，NodeMCU D5針腳輸出為高電平，LED燈點亮。

  通過範例學習，可以掌握Rest通訊的基本通訊原理，並結合NodeMCU開發板進行LED的控制功能。

2. 零件連線圖

3. 使用零件

序	零件名稱	數量
1	NodeMCU 開發板	1
2	USB數據線	1
3	麵包板	1
4	杜邦線	若干
5	LED燈	1
6	220歐姆電阻	1

4. Arduino流程圖

5. Arduino程式

  使用Arduino IDE 編譯並上傳以下Arduino程式。

// 使用 NodeMCU 開發板
// aREST
//https://github.com/marcoschwartz/aREST
//aRESTUI
//https://github.com/marcoschwartz/aREST_UI

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <aREST.h>
#include <aREST_UI.h>


#define LED_PIN 14   //定義LED針腳D5

// 建立aREST實體
aREST_UI rest = aREST_UI();

// WiFi連線參數
const char* ssid = "WIFI_SSID";
const char* password = "WIFI_PASSWORD";

// 監聽TCP連線
#define LISTEN_PORT           80

// 建立WiFi伺服器
WiFiServer server(LISTEN_PORT);

// 定義使用API的函式
int ledControl(String command);

void setup(void)
{
  // 開啟通訊埠
  Serial.begin(9600);

  // 設定標題
  rest.title("aREST LED Control");

  // 給D5針腳提供按鈕
  rest.button(LED_PIN);

  // 設定暴露給aREST的函式
  rest.function("led",ledControl);

  // 給設備定義ID與名稱
  rest.set_id("1");
  rest.set_name("esp8266");

   //指定IP位址，請自行在此加入WiFi.config()敘述。
  WiFi.config(IPAddress(192,168,0,170),           // IP地址
               IPAddress(192,168,0,1),             // 閘道器地址
               IPAddress(255,255,255,0));          // 子網掩碼
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");

  // 開啟伺服器
  server.begin();
  Serial.println("Server started");

  // 輸出IP地址
  Serial.println(WiFi.localIP());
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);   //設定D5針腳為輸出模式
}

void loop() {

  // 響應aREST
  WiFiClient client = server.available();
  if (!client) {
    return;
  }
  while(!client.available()){
    delay(1);
  }
  rest.handle(client);
}

// API函式定義
int ledControl(String command) {

  // 從命令URL中獲取狀態
  int state = command.toInt();
  digitalWrite(LED_PIN,state);
  return 1;
}

6. 設計明細

  開啟Smart智慧控制平臺，分別加入下插圖之控制元件。或者通過點選功能表欄[檔案]-[打開專案]選擇專案打開該範例。

  ①：TTimer元件，控制元件名稱為Timer1。

  ②：TImage元件，控制元件名稱為Image1。

  ③：TSwitchButton元件，控制元件名稱為SwitchButton2。

  ④：TSwitchButton元件，控制元件名稱為SwitchButton1。

• Main窗體屬性設定

  • Caption：主窗體標題，設定為RestAPI控制LED燈。
  • ClientHeight：窗體客戶區高度=411。
  • ClientWidth：窗體客戶區寬度=720。
  • BorderStyle：設定邊框樣式=bsDialog。

• ②Image1屬性設定

  • Height：設定圖片高度=411。
  • Width：設定圖片寬度=720。
  • Picture：設定圖片(背景圖片)。點選Picture屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

• ③SwitchButton2屬性設定

  • Height：設定控制元件高度=60。
  • Width：設定控制元件寬度=60。
  • Stretch：設定圖片拉伸=True。
  • Enabled：設定控制元件是否響應滑鼠鍵盤操作，設定為False。
  • SwitchOff：設定IsChecked屬性為False時顯示的圖片，點選屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

  • SwitchOn：設定IsChecked屬性為True時顯示的圖片，點選屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

• ④SwitchButton1屬性設定

  • Height：設定控制元件高度=50。
  • Width：設定控制元件寬度=50。
  • Stretch：設定圖片拉伸=True。
  • SwitchOff：設定IsChecked屬性為False時顯示的圖片，點選屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

  • SwitchOn：設定IsChecked屬性為True時顯示的圖片，點選屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

7. 程式設計

7.1. 程式初始設定

  該程式無初始設定。

7.2. 事件設定

• ①Timer1-OnTimer事件

  程式啟動后定時觸發事件，用於獲取LED燈的狀態。

procedure TMyHandler.Timer1Timer;
var
  LED: String;
  ledJSONString: String;
  J: TJSONObject;
  Valueled: TJSONValue;
begin
  J := TJSONObject.Create;
  Try
    ledJSONString := paxfunc.UrlDecode(paxfunc.NetHttpGet('http://192.168.0.170/digital/14'));
    Valueled := paxfunc.ParseJSONObject(ledJSONString);
    LED := TJSONObject(Valueled).Get(0).JsonValue.Value;
    if LED = '0' then
    begin
      FThis.SwitchButton1.IsChecked := False;
      FThis.SwitchButton2.IsChecked := False;
    end
    else
    begin
      FThis.SwitchButton1.IsChecked := True;
      FThis.SwitchButton2.IsChecked := True;    
    end;
  Finally
    j.Free;
    FThis.Timer1.Enabled := False;
  end;   
end;

• ④SwitchButton1屬性設定   點選開關按鈕，執行響應的開關燈操作。

procedure TMyHandler.SwitchButton1Switch;
begin
  if FThis.SwitchButton1.IsChecked then
  begin
    paxfunc.NetHttpGet('http://192.168.0.170/led?params=1');
    FThis.SwitchButton2.IsChecked := True;
  end
  else
  begin
    paxfunc.NetHttpGet('http://192.168.0.170/led?params=0');
    FThis.SwitchButton2.IsChecked := False;
  end;  
end;

8. 運行結果

  通過工具欄儲存，將程式儲存為 sdb 專案檔案。

  使用滑鼠點選工具欄運行（Run），測試運行結果。

  當打開程式時，程式會查詢LED燈狀態並重新整理。點選開關按鈕，LED燈的狀態會在開啟、關閉狀態之間切換，同時連線到NodeMCU的LED燈也會相應點亮或者關閉。