用聊天机器人控制Arduino开关灯

这是毕业设计做的一个小项目，实现了一个利用QQ机器人控制arduino开关灯的物联网应用，论文设计中考虑了多种情况，用到了很多东西，还实现了一个DSL语法解析引擎，用来做语义判断，这里我们不介绍这么多，只做一个最简单的实现。

所需物料：

1. Arduino开发板
2. W5100网络通信模块
3. 网线等基础条件物料
4. 一个LED发光二极管或者继电器模块

通信及控制流程

控制流程图

简单解释：

User发送Control Command到Web Server，W5100轮询Web Server，得到的结果返回给Arduino，程序根据结果执行开关LED/继电器等操作。

注意要点

Web Server可以没有公网IP，但是要保证能让W5100和QQ Robot Framework访问到。

整体设计

一些废话

web server本来是用php/python实现的，但是要交付给用户（老师）还需要用户安装python或php，考虑使用pyinstaller打包，但是效果不是很好，所以改成使用golang，直接给一个二进制打包文件即可，其实golang也不是最优方案，因为这个web server需要的功能非常简单，用c/cpp写一个也行，甚至还考虑了powershell。

Web Server功能及设计

根据传入的token验证请求，然后改变一个全局变量，以便Arduino根据该变量做相应控制动作。

/*
1. 程序运行后会在0.0.0.0开启80端口,请运行前确保80端口未被占用且在防火墙白名单
2. 原始电平为0
3. GET http://{host}/console.txt得到指令状态
4. GET http://{host}/change?level={0,1}&token=arduino_project_demo修改状态
*/
package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
    "time"
)

var level = "0"
var token = "arduino_project_demo"

func console(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Printf(time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"))
    fmt.Println(" ", r.RemoteAddr, " ", r.Method, r.RequestURI, "200", r.Proto)
    fmt.Fprintf(w, level)
}

func change(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Printf(time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"))
    fmt.Println(" ", r.RemoteAddr, " ", r.Method, r.RequestURI, "200", r.Proto)
    r.ParseForm()
    get_token := r.Form.Get("token")
    if get_token != token {
        fmt.Fprintf(w, "token error!")
    } else {
        get_level := r.Form.Get("level")
        if get_level == "0" || get_level == "1" {
            level = get_level
            fmt.Fprintf(w, "success!")
        } else {
            fmt.Fprintf(w, "level error!")
        }
    }
}

func index(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    if r.URL.Path != "/" {
        w.WriteHeader(404)
        w.Write([]byte("404"))
        fmt.Printf(time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"))
        fmt.Println(" ", r.RemoteAddr, " ", r.Method, r.RequestURI, "404", " ", r.Proto)
    } else {
        w.Write([]byte("index"))
        fmt.Printf(time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"))
        fmt.Println(" ", r.RemoteAddr, " ", r.Method, r.RequestURI, "200", r.Proto)
    }
}

func main() {
    fmt.Println("ListenAndServe: 80")
    http.HandleFunc("/", index)
    http.HandleFunc("/console.txt", console) //设置访问的路由
    http.HandleFunc("/change", change)       //设置访问的路由
    http.ListenAndServe(":80", nil)          //设置监听的端口
}

QQ Robot

使用酷Q机器人框架，用易语言（真难用，一堆槽点~）做插件开发，功能就是根据User的指令发送相对应的HTTP 请求，也是很简单的程序，由于该语言源代码是二进制文件，无法贴出相应代码。

Arduino代码

简单来说就是定时访问web server然后根据返回结果做出对应的高低电平控制。

#include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>
byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED }; // 不要和局域网中的其它设备MAC地址冲突,一般不需要修改
char server[] = "x.x.x.x"; //改成服务器的IP
IPAddress ip(192, 168, 0, 101); //Arduino的IP地址,不要和局域网中的其它设备IP地址冲突
EthernetClient client;
void setup() {
  pinMode(6, OUTPUT); //Arduino的引脚,另一端接GND,不要接反
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) {
    ;
  }
  if (Ethernet.begin(mac) == 0) {
    Serial.println("使用DHCP配置网络失败!");
    Ethernet.begin(mac, ip);
  }
  delay(1000);
  Serial.println("连接中...");
}

void loop() {
  if (client.connect(server, 80)) {
    client.println("GET /console.txt HTTP/1.1");
    client.println("Connection: close");
    client.println();
    Serial.println("get over");
  } else {
    Serial.println("connect failed");
  }
  delay(1000); //必须有的延时时间,否则连接失败
  String console;
  while (client.available()) {
    char c = client.read();
    console = console + c;
  }
  Serial.println("console的值是:");
  Serial.print(console);
  if (console.endsWith("0")) {
    digitalWrite(6, LOW); //和前面的一致
  } else {
    digitalWrite(6, HIGH); //和前面的一致
  }

  if (!client.connected()) {
    Serial.println("connect stop");
    client.stop();
  }
  delay(100); //延时时间,可以微调,让响应更快,或者更慢.
}

展示

图片都在手机上，有时间贴出来。

结论

现在一些arduino物联网设计应用动不动就要用一些第三方平台，流程比较繁杂，其实很简单的几段代码就能做出一个控制应用，同理，我们也可以把QQ换成微信、短信、Telegram，做出更复杂的东西，例如：浇花，开关门锁等等。