1.实验背景

随着城市化进程的加速，住宅小区数量不断增加，居住密度也在逐渐提高。与此同时，社会安全问题也日益凸显，如盗窃、抢劫、破坏公共设施等犯罪行为时有发生，给小区居民的生命财产安全带来了严重威胁。因此，提高小区的安全防范水平，保障居民的安全感成为了迫切需求。近年来，随着物联网、大数据、云计算等技术的快速发展，智能化、信息化已成为现代社会的重要特征。这些技术的应用为小区安全防护提供了新的思路和方法。通过将这些技术应用于小区安全防护系统，可以实现实时监控、智能预警、数据分析等功能，提高小区的安全防范能力和管理水平。

2.实验目标

• 智能门禁与人员管理：
• 全方位视频监控与预警：
• 环境感知与智能报警：
• 数据整合与高效管理：

3.实验步骤

• 3.1实验一：创建产品设备

3.1.1 创建基于 MQTT 协议的产品

步骤一：登录/注册
打开OneNET云平台，首先点击右上角“头像”图标处进行登录/注册，登录/注册完成后点击“开发者中心”。

步骤二：创建产品
进入“开发者中心”界面后，在左侧服务栏中找到“产品开发”，点击打开后，点击“创建产品”。

在弹出的页面中，第一步：选择产品品类“智慧楼宇-智慧楼宇-电子围栏”，第二步：选择“设备接入”的智能化方式。

第三步：在填写信息中，产品名称填写为“智慧小区安防距离探测系统”；所属城市可随便填写；节点类型选择“直连设备”；接入协议选择“MQTT”；数据协议选择“OneJson”；联网方式选择“WIFI”；开发方案选择“自定义方案”，完成以上步骤后，点击“确定”。

3.1.2 创建产品物模型

步骤一：设置物模型
创建产品完成后，点击“产品开发”，进入产品开发界面。

进入“产品开发”界面，点击“设置物模型”。

步骤二：添加系统功能点
点击打开“设置物模型”后，在出现的界面选择“添加系统功能点”。

点击打开“添加系统功能点”后，界面被分为两部分，左边是“功能点列表”，右边是“已选择要添加的功能点”，本实验我们选择“基站定位”和“WIFI定位”，选中后，右侧会出现我们已选择的功能点，添加完后点击“添加”。

步骤三：添加自定义功能点
回到“物模型管理”界面，选择“添加自定义功能点”。

分别添加功能名称为“距离”和“蜂鸣器”的功能点，具体属性如下图所示：

新增完后，点击“保存”，

3.1.3 创建基于 MQTT 的设备

步骤一：添加设备
在产品开发界面，找到刚刚创建的产品，在“操作”栏中，点击打开“设备管理”。

进入“设备管理”界面后，点击“添加设备”。

在弹出的添加设备页面中，添加单个设备，所属产品则选择刚建立的产品名称，设备名称输入Controller，其他信息可自行填写，最后点击“确定”保存当前设备的信息。

再次点击“添加设备”，该设备名称输入Simulator，产品依旧选择刚建立的产品名称，最后点击“确定”保存当前设备的信息。

3.1.4 设备状态及信息查看

步骤一：查看设备运行状态
点击左侧菜单“设备管理”，显示设备列表页面，其中“设备状态”列展示了对应设备的运行状态。初始创建的设备，显示为“未激活”，当实体设备使用该条设备信息接入到 OneNET 平台后，则显示为“在线”，断开与OneNET 平台的连接后，则显示为“离线”，且“最近在线时间”列会记录最后一次上线时间信息。

步骤二：查看设备详细信息
点击设备列表右侧操作项“设备详情”，在设备详情页面，查看设备及归属产品的详细信息。

切换到“属性”页面，可以查看当前设备下的各个物模型功能点实际数据，因为设备是初次创建，所以这些数据还没有记录。

步骤三：查看设备日志
点击左侧菜单“运维监控”展开，“设备日志”子菜单，显示所有设备的日志列表页面，可以选择筛选条件，精细过滤快速查找日志信息。

• 3.2实验二：模拟设备接入

3.2.1 模拟设备接入OneNET 平台

步骤一：获取产品、设备的必要信息

• 产品 ID：点击产品开发管理菜单，在具体产品列表中，找到产品 ID 列，复制其字段信息，注意保持其大小写（后文使用“【产品 ID】”来指代，即表示需用这里复制的实际的产品 ID 字段信息替换。
  

• 设备名称：点击设备管理菜单，在具体设备列表中，找到设备名称列，本实验中，我们选择“Simulator”设备作为模拟对象，记录该名称，注意保持其大小写。（后文用【设备名称】来指代）。
  

• 设备密钥：点击设备列表右侧操作项“详情”，在设备详情页面，记录设备密钥信息，注意保持其完整性。（可直接点击“复制”用于粘贴）。
  

步骤二：使用官方 Token 计算工具，获得验证 token 信息
“Token计算器”所在位置：

• 打开“Token计算器”后，需要修改res、et、Key和version。
  在工具页面按下表信息填入各个字段（其中部分参数填写需用上面步骤中获得的信息替换）
  

点击“Generate”按钮，在工具下方输入框计算产生 token，不要做任何改动，全选复制全部字符串作为{token}。

• 设置 Profile Name：可设置一个便于记忆的名字，如“某某产品某某设备接入模拟”
• 设置 Broker Address：mqtts.heclouds.com （MQTT 设备接入平台网址）
• 设置 Broker 端口：1883 （本次实训任务采用非 TLS 加密的 MQTT 连接）
• 设置 Client ID：【设备名称】

在下方的第一个选项页“General”中，设置：

• MQTT 协议版本号：取消默认勾中，确保下方版本选择下拉框可选，并选择为 3.1.1

点击 “User Credentials”选项页，继续设置：

• 设置 User Name：【产品 ID】
• 设置 Password：【token】（前一个步骤中计算得到的 token)
  填写完毕后，点击OK 保存连接配置。

步骤四：使用 MQTT.fx 工具模拟设备接入
运行 MQTT.fx 工具，点击选择刚刚保存的连接配置列表项，点击“Connect”，如果一切正常，工具将很快登陆接入OneNET 平台，此时 Connect 按钮变灰，右侧 Disconnect 按钮处于激活状态。

提示：可以点击”Log“ 选项页，查看工具连接服务端的情况，正常连接成功则提示类似如下图红框所示信息。

当工具显示正常连接后，查看OneNET 平台中当前模拟的设备在页面显示为在线状态。
提示：页面的状态不会自动刷新，可以稍微等待后手动刷新页面，确认模拟工具的连接情况与页面上对应设备的状态对应。

步骤五：断开 MQTT.fx 工具模拟，查看 OneNET 平台中设备的状态变化
点击 MQTT 工具窗口中的** “Disconnect”**按钮，断开工具的 MQTT 连接，等待一会儿后，刷新OneNET平台中设备列表页面，查看显示的设备状态信息：可以看到其状态都变为离线。

3.2.2 模拟设备接入OneNET 平台实现属性上报

步骤一：订阅属性上报结果通知消息
打开MQTT.fx 工具，点击“Connect”按钮进行连接，设备上线后，点击模拟工具的“Subscribe”选项页表头，在其中的输入框填写属性上报结果通知topic，属性上报结果回复 topic 为：

$sys/产品 ID/设备名称/thing/property/post/reply

其中产品 ID、设备名称内容，根据实际创建的产品和设备信息替换，将替换后完整的 topic，填入模拟工具“Subscribe”选项页中的输入框。

点击“Subscribe”按钮向平台订阅该主题，平台返回成功后，工具左侧中的已订阅主题列表会有一条记录，且该主题下当前消息数为 0。
注：如点击后工具未反应，则需要排查是否填写了正确的产品 ID 和设备名称（当前工具接入时所用的产品和设备信息是否相一致）

步骤二：发送属性上报消息
点击“Publish”选项页表头，切换到消息发送页，在输入框中填入属性上报 topic 主题，该 topic为：

$sys/产品 ID/设备名称/thing/property/post

同样需要将其中的产品 ID、设备名称替换为实际的信息后填入该输入框。

在下空白编辑区中，输入如下内容：

{
"id": "123",
"version": "1.0",
"params": {
"distance": {
"value": 28.88,
"time": 1599534283111
             }
          }
}

输入并检查无误后，点击“Publish”按钮。

步骤三：查看属性上报结果
点击“Subscribe”选项页表头，查看之前订阅的属性上报结果通知消息 topic 下，可以看到最新的一条消息，标识了消息的 id 和 code，其中 id 的值为发送时的 id 值，code 值为 200表示该条消息成功送达 OneNET 平台。

3.2.3 OneNET 平台下发属性值到模拟工具

步骤一：订阅接收平台下发属性数据的 topic
设备侧如需要收到平台下发的数据，需要订阅接收平台下发数据的 topic，该 topic 为：

$sys/产品 ID/设备名称/thing/property/set

点击模拟工具的“Subscribe”选项页表头，在其中的输入框填写平台下发属性数据的 topic。点击“Subcribe”按钮完成订阅，如下所示，成功后订阅列表会多一个新的订阅频道，当前消息数为 0。

步骤二：OneNET 平台下发属性数据
在“设备管理”中选择要下发属性的设备（本任务中选择前面任务中创建的产品和Simulator 设备），点击详情进入设备信息页面，切换功能为“设备调试”。

在下方显示页面中选择“应用模拟器”，勾中属性功能点距离 distance，并填写一个具体数基于 OneNET 的智慧小区安全防护系统值，如 33.3，点击页面下方的** “属性设置”**按钮，完成发送。可以在页面右侧的调试日志中看到下发的日志信息。

步骤三：模拟设备中查看收到的属性数据值
点击模拟工具的“Subscribe”选项页表头，可以看到已订阅列表中，关于平台下发属性数据的topic， 当前消息数是 1。点击右侧消息列表最下方一条消息，可以看到其中的内容信息，收到的值与前一步骤中下发的值相同。

3.2.4 仿真设备信息上传

步骤一：进入设备调试功能
在“设备管理”中选择要下发上报信息的设备（本任务中选择前面任务中创建的产品和 Simulator 设备），点击详情进入设备信息页面，切换功能为“设备调试”。

步骤二：启动设备模拟器
点击“启动调试”按钮。启动后，属性上报 Tab 页展示了当前设备可以上报的数据点，图示仅参考操作的位置示意，不代表所示信息必须保持一样。

步骤三： 输入当前设备的WiFi定位信息上报
向下浏览或通过输入关键字搜索定位到“WiFi定位”属性数据点，勾中前面的选框，并点击右侧下拉展开箭头，在该数据点下的 “热点mac信息”输入 框中输入某个 WiFi 热点的mac地址信息，如dc:fe:18:f2:4c:67|ac:b3:b5:1d:63:80。点击下方的“属性上报”。

观察页面右侧显示的数据上报及平台回应信息，确认数据成功上报。

步骤四： 在设备详情页面查看设备上报的热点位置信息数据
返回设备详情页面，切换“属性”页面，查看设备属性点的数据信息，已经有数据记录。

• 3.3实验三：基于真实设备接入 OneNET 平台

3.3.1 真实设备接入OneNET 平台实现属性上报

步骤一：基于 OneNET 物联网实验箱搭建实训项目终端硬件平台
根据实训场景，选取 OneNET 物联网实验箱“核心模块”以及“Wifi 模块”、“蜂鸣器模块”、“超声波模块”等场景所需的模块进行搭建。

步骤二：终端设备软件系统搭建

• 载入项目三终端设备侧代码工程（该工程代码已经包含了根据实验箱各模块基础集成框架，以及基于 MQTT 的 OneNET 云平台接入能力），载入后直接全编译工程，查看编译结果。

步骤三：修改设备程序的 OneNET 平台网络接入配置参数
修改如下几处代码，让工程具备正确的网络访问以及 OneNET 平台接入验证和适配本次实训任务所需的物模型数据属性上报、写入能力。

• 1.工程相对路径\device\src\net_device.c 约 677 行处，将{wifi}、{password}替换为设备所在 Wifi 网络用户名和密码（将{}括号一起替换，下同）。

#if(PHONE_AP_MODE == 1)
    UsartPrintf(USART_DEBUG, "Tips: AT+CWJAP\r\n");
if(!NET_DEVICE_SendCmd("AT+CWJAP=\"{wifi}\",\"{password}\"\r\n", "GOT IP", 400))
                //1.更改此处为热点名称和密码
#endif

• 2.工程相对路径\onenet\src\onenet.c 约 56 行处，依次修改{设备密钥}、{产品 id}、{设备名称}为之前步骤中在 OneNET 平台中所创建的产品、设备相关信息，本例中设备名称就是之前步骤中创建的“Controller”设备，并对应填入其设备密钥。

ONETNET_INFO onenet_info = {"", "{设备密钥}", "",
                            "{产品 id}", "", "",
                            "183.230.40.96", "1883", 0,
                            0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
char devicename[32]="{设备名称}";
//2.更改此处产品id、设备名称、设备key

步骤四：修改设备程序的上报属性值映射关系以及 OneNET 平台下发属性生效命令处理代码

• 3.工程相对路径\applications\application.c 约 132 行处，根据之前步骤中在 OneNET 平台中所创建的物模型信息，依次增加属性点标识符以及对应需上报的设备数据变量：

{"beep", &beep_info.beep_status[0], TYPE_BOOL, 1}, 
{"distance",&Sonic_Info.sonic_distance,TYPE_FLOAT,1},

• 4.工程相对路径\onenet\src\cmd_callback.c 约 51 行处，根据之前步骤中在OneNET 平台 中所创建的物模型信息，增改此处的属性点标识符，对应设置需写入生效的设备数据处理函数名，并同时实现该函数的声明以及具体函数代码，完成写入信息在本地设备上的实际生效逻辑；

  
  

以蜂鸣器写入为例，对应修改该变量定义段内某行形如“{“beep”，CALLBACK_Beep},”的信息，逗号前面的字符串标识符为"beep"，逗号后的处理方法名为 CALLBACK_Beep。同时在该文件头部，增加 void CALLBACK_Beep(int value);这样的方法声明：

void CALLBACK_Beep(int value);

在文件适当位置增加该方法的具体实现逻辑代码：

代码如下：

void CALLBACK_Beep(int value)
{
    
        switch(value)
        {
            case 0:BEEP_Ctl(0,BEEP_OFF);   break;
            case 1:BEEP_Ctl(0,BEEP_ON);   break;
            default:             break;
        }
        
        
    }

步骤五：编译工程，连接下载器烧写程序到设备中
下载成功后设备重新加电，等待一定时间，进入下一步。

步骤六：OneNET 平台侧查看设备状态
登录 OneNET 平 台 ，查看“Controller”设备运行状态为在线，具体操作与前述步骤中查看设备状态相同。若此时设备显示为不在线，则排查前面关于网络接入、OneNET 鉴权等代码修改处是否有误。重复步骤 3、4、5，再次检查并修改，直到本步骤查看状态为上线。

步骤七：OneNET 平台侧查看设备上报数据信息
进入设备详情页面，查看属性表格页展示的各个数据点显示的信息。

3.3.2 下发属性在终端设备上执行生效（设备调试）

步骤一：设备端软硬件环境准备
沿用上一个实训任务中搭建的设备硬件系统，以及继续使用 Keil5 开发工具载入的项目三终端设备侧代码工程（该工程代码在完成上一实训任务后，已经能够接入 OneNET 平台并上报属性点数据）。将设备上电，等待OneNET 平台中显示该设备处于上线状态，进入下一实训步骤。

步骤二：通过 OneNET平台 的设备调试方式进行属性下发
打开设备管理列表页面，选择之前步骤中创建的MQTT产品下的“Controller”设备，点击“详情”进入设备详情页面，并点击 “设备调试”选项，选择“应用模拟器”，下方页面展示了可以设置的属性（物模型中可写的属性功能点）。

3.3.3 下发属性在终端设备上执行生效（API 调试）

步骤一：设备端软硬件环境准备
步骤同3.3.2步骤一一致。
步骤二：进入“API 调试”功能页面
点击“运维监控”菜单下“API 调试”子菜单，并展开工作页面左列显示的大类调试类别中的“物模型使用”下拉列表，选择“设置设备属性”API项。

在中间页面展示的必填参数中，填写页面中输入必要的参数，填入真实接入的设备“Controller”所对应的相关信息：

其中的params内容填写要设置的属性标识符以及对应设置值，本次任务中设置蜂鸣器状态为true，如下所示：

{
      "beep": true
}

点击下方的“执行”按钮，设备端执行下发的属性值（蜂鸣器响），同时右侧列页面刷新显示出调用结果。

3.3.4 基于API 方式实现设备属性下发

步骤一：准备 API 接口调试工具 Postman
提前下载安装好软件。

步骤二：查阅接口文档，了解有关属性下发的 API 调用方式
访问OneNET 官网的“开发中心”，OneNET 平台 专题，通过左侧菜单定位到“设备属性设置”的API接口使用文档页面详细了解相关请求方式以及请求参数填写说明。

步骤三：填入必要参数
1、根据API文档的信息，确定设备属性设置的请求方式、请求 url ，填入到 Postman 工具url填写栏，将 Postman工具url填写栏前面的下拉选项改为“POST”。

{
"product_id": "产品id",
"device_name": "Controller",    //设备名称
"params":
    {
        "beep": true    //蜂鸣器开
    }
｝

3、确定请求的 Header 内容，这里需要一个向 OneNET 平台鉴权所需的必要信息字段，就是“authorization ”信息，下面是该信息的一个生成示例，具体生成方式可参考其他实训任务环节中的操作步骤指导，应用侧请求鉴权，res 参数须以“userid/ 用户 ID”的格式填入，版本号须为“2022-05-01”，字段具体内容根据实际情况进行填入。

步骤四：发起 API 请求，查看结果
发起请求前确认当前真实设备已在线，以蜂鸣器属性值（beep）下发为例，通过 postman 发起请求， 通过平台鉴权后，该请求会下发到对应的真实设备，打开蜂鸣器开关，蜂鸣器会按照程序里预置的逻辑进行鸣响。

步骤五：更改 api 报文，对同样属性点，设置新的属性值，并下发
以蜂鸣器属性值（beep）下发为例，更改下发的属性值为 false，报文如下：

{
"product_id": "***********",
"device_name": "Controller",
"params": {
         "beep": false
           }
}

再次通过 postman 发起请求，通过平台鉴权后，该请求会下发到对应的真实设备，蜂鸣器关闭。

• 3.4实验四：安全防护系统的可视化实现

3.4.1 物联网云平台可视化组件配置运用

步骤一：创建一个可视化项目
在全部产品服务中找到数据可视化View并打开。

注：也可以选择具有一定页面效果的模板比如“模板-智慧园区“，后续根据需要删减部分控件。

步骤二：增加数据源模板
点击左侧菜单“数据管理”下“数据源模板”子菜单，右侧页面中，点击“创建数据源模板”，预先为界面展示距离的变化图表建立一个数据来源模板。

• (1) 名称，设置数据源的名称，注意不能是中文，为
  “distance”。
• (2) userId：填写用户ID；

• (3) accessKey：填写用户的accessKey；该项与上一项均需进入用户中心、“访问权限”页面查看获取。

  
  
• (4) 产品ID：为之前任务中创建的产品ID；
• (5) 设备名称：点选输入框，等待平台将上述已经填写的3项内容作为条件匹配查找设备，并将符合的设备以下拉的方式展示，显示了之前实训环节的设备“Controller”，选中该设备。
• (6) 数据流：选择一个设备中可以用于读取的属性功能名作为数据产生点。本例中选择“距离”。点击“创建”按钮，耐心等待平台返回创建结果。

步骤三：编辑可视化页面及各个组件
回到可视化项目列表展示页面，点击已创建好可视化项目缩略图下方的“编辑”按钮。

步骤四：设置图表的数据来源
保持折线图处于选择状态（可再次双击折线图，右侧出现属性修改页），现在切换到“数据”属性 Tab页。选择“数据绑定方式”为“数据源”，此时“数据源选择”下拉列表为“请选择”状态，点击“管理数据源”按钮，弹出“数据源管理”页面。点击“数据源模板”Tab 页，展示目前所有的数据源模板，可以看到一条在之前步骤中已经创建好的记录（名称为 distance），点击该记录操作列中最右图标：“以此模板创建数据源”。关闭窗口回到视图编辑页面。

此时“数据源选择”下拉列表会出现一条可选的记录，如“distance_XXXX”，代表以“distance” 模板生成的记录，平台自动追加后缀加以命名。

选择该条记录作为折线图的数据源。

步骤五：设置不使用数据过滤器
点击 “使用数据过滤器”前面的勾选框，去掉勾选，即不使用数据过滤器。点击“数据处理结果”按钮，查看弹出的窗口中展示的数据，这些数据就是设备定时上报的属性点形成的（图例中的 value对应的值，就是上报的间隔距离值）。关闭弹出窗口继续下一步。

步骤六：设置图表的横轴列展示字段名与数据提供字段相匹配
切换回“样式”属性 Tab 页。展开“数据系列”的节点，修改列字段名为“value”，保持与数据源中提供的数值字段“value”相一致。

步骤七：预览可视化视图并回到编辑状态迭代优化视图效果
编辑视图界面，可以看到折线图已显示出实际的折线数据图表，可以点击右上角“预览”按钮，在全页、面状态下查看整个可视化视图的效果。

步骤八：保存视图，完成可视化项目
完成视图编辑后，点击顶部的“保存”按钮（编辑状态和预览状态均可），完成项目保存。