阿里雲物聯網 .NET Core 客戶端 | CZGL.AliIoTClient：4. 設備上報屬性

設備自身 CPU 溫度、電源輸入電壓、內存使用率等，以及接入到設備的傳感器如溫度傳感器、光敏傳感器等，這些硬件的數據輸出即是 屬性 。
設備將這些硬件的數據上傳到阿里雲物聯網平臺，實時顯示這些設備的狀態和實測數據，這個過程是 上傳設備屬性 。

1）定義物模型

在阿里雲物聯網控制檯，點擊產品 -> 功能定義 -> 添加自定義功能
填入一下內容：

功能類型：屬性  
功能名稱: CPU溫度  
標識符: cpu_temperature  
數據類型: float (單精度浮點型)  
取值範圍：0-120  
步長:    0.1
單位：  攝氏度 / °C  
讀寫類型：只讀

再定義一個屬性：

功能類型：屬性  
功能名稱: 格力空調溫度  
標識符: gree_temperature  
數據類型: float (單精度浮點型)  
取值範圍：0-35  
步長:    0.1
單位：  攝氏度 / °C  
讀寫類型：讀寫

注意的是，表示符是區分大小寫的，相當於 C# 中的變量，筆者這裏建議統一使用小寫，具體原因後面說明。
注意：讀寫類型，一個只讀、一個讀寫。

2）編寫模型

前面說過， Alink json 是阿里雲定義具有一定格式的 Json ，
因此這些屬性數據是以 Json 形式上傳。在 C# 中，可以通過類快速生成 Json 。

| 參數 | 類型 | 說明 |
|---|---|---|
|id |string |消息ID號，在這個設備的生涯中，ID應當是唯一的。可以使用時間戳或guid|
|version| string| 協議版本號，目前協議版本號爲1.0。固定 "1.0" 即可|
|params| Object| 屬性數據，裏面包含多個屬性對象，每個屬性對象包含上報時間（time）和上報的值（value）。|
|time |long| 屬性上報時間。|
|value |object| 上報的屬性值。|
|method |string| 固定取值 thing.event.property.post|

那麼，我們要編寫一個類，存儲信息，然後轉爲 Alink json 上傳到阿里雲物聯網服務器。在編寫這個模型前，預覽要生成的 Alink json ：

{
  "id": "123456789",
  "version": "1.0",
  "params": {
    "cpu_temperature": {
      "value": 58.6,
      "time": 1524448722000
    },
    "gree_temperature": {
      "value": 26.6,
      "time": 1524448722000
    }
  },
  "method": "thing.event.property.post"
}

我們只需關注 params 部分的編寫即可。

在控制檯程序中，新建一個類 TestModel。

   public class TestModel
    {
        public string id { get { return DateTime.Now.Ticks.ToString(); } set { } }
        public string version { get { return "1.0"; } set { } }
        public Params @params { get; set; }
        public class Params
        {
            /*
             * 
             */
        }
        public string @method { get { return "thing.event.property.post"; } set { } }
    }

這樣定義後，我們使用時，只需定義 params 部分即可， id、version等，不需要自己動態取值，做重複勞動。
上面有個 @params ，這是因爲 params 是 C# 的關鍵字，命名字段時爲了取消衝突所以加個 @ 。

根據我們在阿里雲物聯網控制檯定義的 屬性 ，繼續補充內容：

   public class TestModel
    {
        public string id { get { return DateTime.Now.Ticks.ToString(); } set { } }
        public string version { get { return "1.0"; } set { } }
        public Params @params { get; set; }
        public class Params
        {
            public Cpu_temperature cpu_temperature { get; set; }
            public Gree_temperature gree_temperature { get; set; }
            public class Cpu_temperature
            {
                public float value{ get; set; }
                public long time { get; set; }
            }
            public class Gree_temperature
            {
                public float value { get; set; }
                public long time { get; set; }
            }

        }
        public string @method { get { return "thing.event.property.post"; } set { } }
    }

問題是，這樣寫還不行，因爲還沒有給 TestModel 裏的類進行實例化。
我們可以利用構造函數對裏面的引用類型進行實例化，當然亦可編寫依賴注入容器。。

   public class TestModel
    {
        public string id { get { return DateTime.Now.Ticks.ToString(); } set { } }
        public string version { get { return "1.0"; } set { } }
        public Params @params { get; set; }

        public TestModel()
        {
            @params = new Params();
        }
        public class Params
        {
            public Cpu_temperature cpu_temperature { get; set; }
            public Gree_temperature gree_temperature { get; set; }

            public Params()
            {
                cpu_temperature = new Cpu_temperature();
                gree_temperature = new Gree_temperature();
            }
            public class Cpu_temperature
            {
                public float value{ get; set; }
                public long time { get; set; }
            }
            public class Gree_temperature
            {
                public float value { get; set; }
                public long time { get; set; }
            }

        }
        public string method { get { return "thing.event.property.post"; } set { } }
    }

3）上傳設備屬性數據

編寫控制檯程序，引入 CZGL.AliIoTClient ，編寫基礎代碼(請替換 DeviceOptions 的信息)：

        static AliIoTClientJson client;
        static void Main(string[] args)
        {
            // 創建客戶端
            client = new AliIoTClientJson(new DeviceOptions
            {
                ProductKey = "a1A6VVt72pD",
                DeviceName = "json",
                DeviceSecret = "7QrjTptQYCdepjbQvSoqkuygic2051zM",
                RegionId = "cn-shanghai"
            });

            // 設置要訂閱的Topic、運行接收內容的Topic
            string[] topics = new string[] { client.CombineHeadTopic("get") };
            // 使用默認事件
            client.UseDefaultEventHandler();
            // 連接服務器
            client.ConnectIoT(topics,null,60);
            ToServer();    // 自定義方法，後面說明
            Console.ReadKey();
        }

再 Program 類中，編寫一個方法用來收集屬性數據、上傳屬性數據：

        public static void ToServer()
        {
            // 實例化模型
            TestModel model = new TestModel();

            // 設置屬性值
            [email protected]_temperature.value = 56.5F;
            [email protected]_temperature.time =AliIoTClientJson.GetUnixTime();
            // 低碳環境、節約資源，從你我做起，夏天空調不低於 26°
            [email protected]_temperature.value=26.0F;
            [email protected]_temperature.time=AliIoTClientJson.GetUnixTime();

            // 上傳屬性數據
            client.Thing_Property_Post<TestModel>(model,false);
        }

啓動控制檯應用，在阿里雲物聯網控制檯，打開設備，點擊運行狀態，即可看到上傳的屬性數據。
文章後面會詳細說明 CZGL.AliIoTClient 關於屬性上傳的具體情況。

當然，這樣的數據只是固定賦值的，這裏只是演示，具體數據需要開發者採集。下面給出一些模擬數據的方法。

4）模擬數據

筆者編寫了三個數據模擬方法：
不需要理會裏面是怎麼寫的，僅是個模擬數據的工具而已，你也可以自己編寫相應的模擬數據方法。
裏面有四個參數，對應：原始值、最小值、最大值、波動範圍。

    /// <summary>
    /// 模擬數據
    /// </summary>
    public static class DeviceSimulate
    {
        /// <summary>
        /// 
        /// </summary>
        /// <param name="original">原始數據</param>
        /// <param name="range">波動範圍</param>
        /// <param name="min">最小值</param>
        /// <param name="max">最大值</param>
        /// <returns></returns>
        public static int Property(ref int original, int min, int max, int range)
        {
            int num = (new Random()).Next(0, range + 1);
            bool addorrm;
            if (original + num > max || original > max)
                addorrm = false;
            else if (original < min || original - num < min)
                addorrm = true;
            else addorrm = ((new Random()).Next(1, 3) > 1) ? true : false;

            if (addorrm == true)
                original += num;
            else
                original -= num;
            return original;
        }

        public static float Property(ref float original, float min, float max, int range = 8)
        {
            original = float.Parse(original.ToString("#0.00"));
            float num = float.Parse(((new Random()).NextDouble() / range).ToString("#0.00"));
            bool addorrm;
            if (original + num > max || original > max)
                addorrm = false;
            else if (original < min || original - num < min)
                addorrm = true;
            else addorrm = ((new Random()).Next(1, 3) > 1) ? true : false;

            if (addorrm == true)
                original += num;
            else
                original -= num;
            original = float.Parse(original.ToString("#0.00"));
            return original;
        }

        public static double Property(ref double original, double min, double max, int range = 8)
        {
            original = double.Parse(original.ToString("#0.0000"));
            double num = double.Parse(((new Random()).NextDouble() / range).ToString("#0.0000"));
            bool addorrm;
            if (original + num > max || original > max)
                addorrm = false;
            else if (original < min || original - num < min)
                addorrm = true;
            else addorrm = ((new Random()).Next(1, 3) > 1) ? true : false;

            if (addorrm == true)
                original += num;
            else original -= num;
            original = double.Parse(original.ToString("#0.0000"));
            return original;
        }
    }

int 模擬數據
range 是指每次生成 [0,range] 範圍的增/減量，
例如初始值 56 ， range = 2 ，那麼可能 56±0 或 56±1 或 56±2 ，
是增還是減，是隨機的。但是設置 min 、 max 後，最後生成的值會在此範圍內波動。

float、double 模擬數據
對應 float、double，range 的值越大，波動範圍越小。默認 range = 8，大概就是每次 0.1 的波動範圍。
其中，float 小數保留兩位， double 小數保留 4 位，
需要更高或減少小數位數，修改一下 ...ToString("#0.0000")

模擬屬性數據
接下來我們模擬一下兩個屬性的數據。

在 Program 中定義兩個變量存儲 cpu 和空調數據。

        static float cpu_temperature = 50.0F;
        static float gree_temperature = 26.0F;

修改 ToServer() 方法

        public static void ToServer()
        {
            // 實例化模型
            TestModel model = new TestModel();

            // 設置屬性值
            [email protected]_temperature.value = DeviceSimulate.Property(ref cpu_temperature, 40, 60, 8);
            [email protected]_temperature.time = AliIoTClientJson.GetUnixTime();
            // 低碳環境、節約資源，從你我做起，夏天空調不低於 26°
            [email protected]_temperature.value = DeviceSimulate.Property(ref gree_temperature, 40, 60, 8); ;
            [email protected]_temperature.time = AliIoTClientJson.GetUnixTime();

            // 上傳屬性數據
            client.Thing_Property_Post<TestModel>(model, false);
        }

在 Main() 方法裏增加代碼：

            // 定時上傳數據
            while (true)
            {
                ToServer();
                Thread.Sleep(1000);
            }

至此，已經基本完成。

完整代碼如下：

    class Program
    {
        static AliIoTClientJson client;
        static void Main(string[] args)
        {
            // 創建客戶端
            client = new AliIoTClientJson(new DeviceOptions
            {
                ProductKey = "a1A6VVt72pD",
                DeviceName = "json",
                DeviceSecret = "7QrjTptQYCdepjbQvSoqkuygic2051zM",
                RegionId = "cn-shanghai"
            });

            // 設置要訂閱的Topic、運行接收內容的Topic
            string[] topics = new string[] { client.CombineHeadTopic("get") };
            // 使用默認事件
            client.UseDefaultEventHandler();
            // 連接服務器
            client.ConnectIoT(topics, null, 60);
            // 定時上傳數據
            while (true)
            {
                ToServer();
                Thread.Sleep(1000);
            }

            Console.ReadKey();
        }
        static float cpu_temperature = 50.0F;
        static float gree_temperature = 26.0F;
        public static void ToServer()
        {
            // 實例化模型
            TestModel model = new TestModel();

            // 設置屬性值
            [email protected]_temperature.value = DeviceSimulate.Property(ref cpu_temperature, 40, 60, 8);
            [email protected]_temperature.time = AliIoTClientJson.GetUnixTime();
            // 低碳環境、節約資源，從你我做起，夏天空調不低於 26°
            [email protected]_temperature.value = DeviceSimulate.Property(ref gree_temperature, 40, 60, 8); ;
            [email protected]_temperature.time = AliIoTClientJson.GetUnixTime();

            // 上傳屬性數據
            client.Thing_Property_Post<TestModel>(model, false);
        }

        /// <summary>
        /// 模擬數據
        /// </summary>
        public static class DeviceSimulate
        {
            /// <summary>
            /// 
            /// </summary>
            /// <param name="original">原始數據</param>
            /// <param name="range">波動範圍</param>
            /// <param name="min">最小值</param>
            /// <param name="max">最大值</param>
            /// <returns></returns>
            public static int Property(ref int original, int min, int max, int range)
            {
                int num = (new Random()).Next(0, range + 1);
                bool addorrm;
                if (original + num > max || original > max)
                    addorrm = false;
                else if (original < min || original - num < min)
                    addorrm = true;
                else addorrm = ((new Random()).Next(1, 3) > 1) ? true : false;

                if (addorrm == true)
                    original += num;
                else
                    original -= num;
                return original;
            }

            public static float Property(ref float original, float min, float max, int range = 8)
            {
                original = float.Parse(original.ToString("#0.00"));
                float num = float.Parse(((new Random()).NextDouble() / range).ToString("#0.00"));
                bool addorrm;
                if (original + num > max || original > max)
                    addorrm = false;
                else if (original < min || original - num < min)
                    addorrm = true;
                else addorrm = ((new Random()).Next(1, 3) > 1) ? true : false;

                if (addorrm == true)
                    original += num;
                else
                    original -= num;
                original = float.Parse(original.ToString("#0.00"));
                return original;
            }

            public static double Property(ref double original, double min, double max, int range = 8)
            {
                original = double.Parse(original.ToString("#0.0000"));
                double num = double.Parse(((new Random()).NextDouble() / range).ToString("#0.0000"));
                bool addorrm;
                if (original + num > max || original > max)
                    addorrm = false;
                else if (original < min || original - num < min)
                    addorrm = true;
                else addorrm = ((new Random()).Next(1, 3) > 1) ? true : false;

                if (addorrm == true)
                    original += num;
                else original -= num;
                original = double.Parse(original.ToString("#0.0000"));
                return original;
            }
        }

    }

運行控制檯程序，然後打開阿里雲物聯網控制檯，查看設備的運行狀態，打開 自動刷新 ，查看數據變化。

如果你覺得每次波動得範圍太大，可以把 range 改大一些，如果你覺得數據不穩定，
可以把 min - max 的範圍改小一些，模擬的數據值將在此範圍波動。

5）設備屬性 - CZGL.AliIoTClient

首先要說明，產品創建前，需要設置爲 Alinkjson/透傳產品，
因此 CZGL.AliIoTClient 設置了兩個客戶端類。

類名	說明
AliIoTClientJson	以Alink json形式上傳數據
AliIoTClientBinary	以透傳形式上傳數據

這兩個類，僅在屬性、事件、服務三個功能中數據上傳形式有差別，連接服務器、普通Topic等其它數據的使用是完全一致的。
一個產品只能定義一種上傳數據的形式。

CZGL.AliIoTClient 中上傳屬性的方法(Alink json)：

// 不需要SDK處理任何中間過程，直接把數據上傳。
// 那你需要先將數據存儲到json中，在轉成byte[]，由SDK發送。
public int Thing_Property_Post(byte[] json)

// 由SDK幫你發送原始的json，是否需要將json轉爲小寫再發送，默認 true
public int Thing_Property_Post(string json, 
                               [bool isToLwer = True])

// 設置要發送的json；是否轉爲小寫；設置編碼格式，爲空則爲UTF8
public int Thing_Property_Post(string json, 
                               [bool isToLwer = True], 
                               [System.Text.Encoding encoding = null])

// 直接傳入模型，什麼都不需要管，SDK轉換後上傳
public int Thing_Property_Post<TModel>(TModel model, 
                               [bool isToLower = True])

獲取 UNIX 時間：
由於阿里雲要求上傳的屬性數據等，要帶上 Unix 時間，所以筆者一併寫在 CZGL.AliIoTClient 了。

public static long GetUnixTime()

使用示例參考上面的過程。

透傳
如果你想使用透傳，則使用 AliIoTClientBinary 類，

// 設備上傳屬性--透傳
public int Thing_Property_UpRaw(byte[] bytes)

// 設備上傳屬性--透傳,轉爲 Base 64位加密後上傳
public int Thing_Property_UpRawToBase64(byte[] bytes, 
                        [System.Text.Encoding encoding = null])

6）關於透傳

透傳以二進制報文形式上傳，例如 0x020000007b00 ，這裏是 16 進制，每兩位一個字節。
如果是 2進制，則是 8位一個字節。

透傳需要在阿里雲物聯網控制檯創建透傳產品後，設置腳本，將透傳數據轉爲 Alink json。
透傳數據是自定義的，以字節爲單位，其中有5個字節爲特定字節，以字節位進行拆分的。

記住，是以字節爲單位。

透傳數據格式標準：

字段	字節數
幀類型	1字節
請求ID	4字節
屬性數據	N個字節

幀類型：

值(16進制)	說明
0x00	屬性上報
0x01	屬性設置
0x02	上報數據返回結果
0x03	屬性設置設備返回結果
0xff	未知的命令

舉例說明

很多人是直接把 10進制或 16進制直接轉換成 2進制。
例如 0x020000007b00，轉爲 2進制：100000000000000000000000000111101100000000。
但是這樣是錯誤的。

以上面 cpu 和空調溫度舉例，要上傳屬性數據，幀類型爲 0x00。

| 屬性 | 10進制 | 16進制 | 2進制 | 劃一下2進制 |
| --------------- | ------ | -------- | ----------- | ----------- |
| cpu_temperature | 56 | 38 | 00111000 | 00 11 10 00 |
| gree_temperature | 26 | 1a | 00011010 | 00 01 10 10 |

應當這樣拆分和設置值：

字節類轉	字節數	16進制	2進制
進製表示	無	0x	無
幀類型	1字節	00	00000000
ID	4字節	00 00 00 7b	00000000 00000000 00000000 01111011
cpu_temperature	1 字節	38	00111000
gree_temperature	1 字節	1a	00011010

16進制數據：
0x000000007b381a

2進制數據:
00000000000000000000000000000000011110110011100000011010

將 16進制或 2進制的數據存儲到 byte[] 變量中,切記要強制轉換。
存儲時，一個 byte 爲一個字節，M個字節，則 byte[M]。

存儲：
使用 16進制存儲透傳數據，2進制弄不來的。 :joy: :joy: :joy:
有些同學非要用 2進制存儲，反正我是弄不來，用二進制數值存儲，這個觸發我的知識盲區了。

示例(僅對 AliIoTClientBinary 客戶端有效)：

            // 存儲透傳數據
            byte[] b = new byte[7];
            b[0] = 0x00;
            b[1] = 0x00;
            b[2] = 0x00;
            b[3] = 0x00;
            b[4] = 0x7b;
            b[5] = 0x38;
            b[6] = 0x1a;
            
            // 上傳透傳數據
            client.Thing_Property_UpRaw(b);

如果上報屬性，要求 請輸入二進制數據Base64編碼後的字符串，可以使用

            byte[] b = new byte[7];
            b[0] = 0x00;
            b[1] = 0x00;
            b[2] = 0x00;
            b[3] = 0x00;
            b[4] = 0x7b;
            b[5] = 0x38;
            b[6] = 0x1a;

            // client.Thing_Property_UpRaw(b);
            client.Thing_Property_UpRawToBase64(b);

透傳數據的坑很多，這裏 CZGL.AliIoTClient 只提供如何處理數據和上傳數據，雲端的腳本解析請參考
https://help.aliyun.com/document_detail/114621.html?spm=a2c4g.11186623.2.13.209b65b9Q9z0Nx#concept-185365

7）後續說明

其實，每次上傳服務器都會作出響應，CZGL.AliIoTClient 默認不接收這些響應信息。
你可以使用 OpenPropertyPostReply() 接收設備屬性上傳後服務器的響應，應當在連接服務器前使用此方法
使用 Close.PropertyPostReply() 取消接收設備屬性上傳後服務器的響應。

示例：

            // 。。。
            client.ClosePropertyPostReply();

            // 連接服務器
            client.ConnectIoT(topics, null, 60);

上傳屬性數據，可以分開上傳，不需要每次都要上傳全部的屬性。需要更新哪個屬性，就上傳這個屬性。

阿里雲物聯網 .NET Core 客戶端 | CZGL.AliIoTClient：4. 設備上報屬性

1）定義物模型

2）編寫模型

3）上傳設備屬性數據

4）模擬數據

5）設備屬性 - CZGL.AliIoTClient

6）關於透傳

7）後續說明

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