为SIoT写一个物联网设备管理插件
谢作如
SIoT是一款简单易用的MQTT服务器软件，也是“虚谷物联”项目的核心软件之一。SIoT不用安装，也不用注册、设置，一键运行后，其他物联网设备（如掌控板）按照一定的规范接入即可正常使用。正因为这一点，SIoT得到创客教师们的热捧，成为中小学物联网教学的重要支撑软件。
但是，能不能用SIoT做一个真实的物联网项目，如智慧农场、校园气象站、门禁系统等？我们会发现，功能实现并不难，但管理设备不太方便。SIoT毕竟是通用的MQTT服务器，在线设备管理之类的功能，只能自行开发，这样难度就有点大。因而，我冒出一个大胆的想法：能不能为SIoT编写一个插件，让这个通用的MQTT服务器变成可以商用的物联网系统管理平台？
为SIoT编写网页插件的可行性分析
作为SIoT开发团队的成员，我对SIoT的原理还是比较清楚的。SIoT运行后，会启动两种网络服务：一是MQTT服务，作用是处理MQTT消息;二是Web服务，用来运行Web管理页面，实现在线管理。具体工作流程如图1所示。
SIoT是一款绿色软件，主目录下文件夹“static”中存放的是SIoT的Web管理页面，如下页图2所示。需要强调的是，SIoT的Web管理页面和SIoT服务器之间是利用WebAPI的方式交互数据的。也就是说，和我们传统的动态网站开发方式不同，Web管理页面并不是去读数据库，而是发送特定的Web请求，SIoT再返回相应的数据，实现页面管理功能。这种软件设计能够将不同的网络服务隔离，开发效率更高。
用记事本打开“static”中的HTML文件，如“devices.html”，在源代码中可以看到其使用了目前最热门的Web前端框架vue.js技术，如下页图3所示。前端页面设计和后端数据隔离，是现在最主流的Web开发模式。那么，思路就呼之欲出了：只要在SIoT的管理页面上，按照既定的API规范，就能实现我们预设的功能了。如果同样采用Vue.js编写，那和现有的Web页面结合更加紧密。对于曾经开发过多个网站的资深网管来说，编写这样的页面，技术上不算太难。
SIoT的API功能简介
我曾经在SIoT的文档中，提供过一个有趣的范例，即在PPT和Doc中插入超链接，就能通过SIoT控制掌控板的开灯、关灯，甚至可以和Mind+中的角色互动。这一功能的实现，其实就是利用了SIoT提供的WebAPI。只要通过浏览器访问特定的地址即可。
地址：http：//SIoT的IP：8080/publish？topic=xzr/001&msg=on&iname=siot&ipwd=dfrobot。
这里的“SIoT的IP”指运行SIoT的电脑IP地址，iname和ipwd要替换为SIoT的用户名和密码。
那么，SIoT究竟提供了哪些API？打开SIoT的使用文档，在“高级操作技巧”的“3. WebAPI”部分，可以看到具体的WebAPI清单，如右表所示。
SIoT文档地址：https：//siot.readthedocs.io/
“智慧农场”管理插件的编写
我准备利用SIoT来开发一个学校智慧农场的项目。这个项目事先定义了物联网协议MQTT的各种细节，如每个物联网终端节点的名称为“sf”加局域网IP地址的尾号，终端上的传感器或执行器模块，用连接的引脚编号来命名，如a0、d2。这样一来，每一个模块都有唯一的TopicID，如“sf88/a0”表示名称为“sf88”的终端上的设备“a0”。
其中，“a0”接光线传感器，“a1”接土壤湿度传感器，“d2”接电磁阀。这个插件的作用是，将所有的终端信息显示在一个页面上，并能够用网页按钮的方式进行浇水，也就是给“sf88/d2”的TopicID发送特定的消息。
第一步：新建网页
复制“devices.html”文件，重命名为“sfarm.html”。然后在“modules”文件夹中，也将“devices.js”文件复制一份，改名为“sfarm.js”。当然，每一个页面上都要做好超级链接，这些都是最基础的工作，不再赘述。
接下来，需要修改“sfarm.html”文件。核心工作是修改“
第二步：编写js代码
设计好网页后，最难的工作肯定是编写js代码。因为需要写的内容有点多，这里重点介绍“sendMsg_af”的函数。这是供“sfarm.html”上的按钮来使用的。如何实现“浇水”？其实就是发送一个内容为“1”的消息（如图5）。
第三步：效果测试
运行SIoT，打开Web管理端，即可看到多了一个名为“智慧农场”的栏目。点击后，就会看到所有的设备都列出来了，在一个表格中显示了最新的光照和土壤湿度数据。点击“浇水”按钮，就能给相应的TopicID发送消息。
插件编写给“虚谷物联”带来了新玩法
这个“智慧农场”插件一经展示，就赢得了很多教师的好评和关注，有希望提供开发教程的，也有提出新的需求的。毫无疑问，这种开发插件的形式，给“虚谷物联”带来了新拓展思路。例如：编写一个校园气象站的插件，在一个页面上呈现最新的温度、湿度、光照、风向、风速等信息;编写一个会议室门禁管理插件，可以远程开门，可以遥控空调，还可以顯示摄像头画面;等等。
我始终认为，只有在真实的情境中应用，创客作品的制作、STEM项目的研究才显得更有价值。给SIoT编写插件的最重要意义在于，将技术门槛降低了，物联网技术的应用显得越来越简单，开发真实应用不再困难。目前，SIoT的开发人员已经准备在下一版优化代码，让编写插件的技术难度变得更低。到那个时候，相信会有更多的中小学智慧校园系统中，运行着中小学生自主编写的各种智能应用。
