人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的火熱，將Python語(yǔ)言的熱度帶到了一個(gè)新高度，朋友圈經(jīng)常刷到的Python小課，甚至讓很多非技術(shù)的同學(xué)一度懷疑，不會(huì)點(diǎn)Python都不好意思說自己是現(xiàn)代人。關(guān)于Python的基礎(chǔ)知識(shí)，網(wǎng)上內(nèi)容很多，感興趣的都可以找到大量資料學(xué)習(xí)。本篇文章，我主要從一些讀者關(guān)注的問題出發(fā)，比如在各種IoT智能設(shè)備普及的今天，如何利用Python去控制智能硬件，實(shí)現(xiàn)一些功能演示呢？比如我們可以利用Python控制燈泡的開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)、顏色變化等等。

實(shí)際上，這些控制硬件設(shè)備的能力，并不需要你完全自己去開發(fā)程序?qū)崿F(xiàn)，通過現(xiàn)成的平臺(tái)，通過簡(jiǎn)單的Python代碼編程，就可以實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備的控制和交互，真正讓你掌握軟件和硬件能力的打通。下面，我會(huì)利用涂鴉云開發(fā)平臺(tái)手把手教你如何使用該平臺(tái)并通過 Python 調(diào)用相關(guān) API 控制一款智能設(shè)備。利用涂鴉云開發(fā)平臺(tái)，您可以獲取涂鴉 IoT 平臺(tái) OpenAPI 的調(diào)用權(quán)限。通過簡(jiǎn)單的代碼編程就可以輕易控制 Powered By Tuya 智能設(shè)備。

物料清單

硬件：一款智能硬件設(shè)備，任何 Powered By Tuya 設(shè)備皆可，您也可以前往涂鴉智選平臺(tái)采購(gòu)樣品。

軟件：一款 Python IDE，例如 PyCharm、VS Code、IDLE 等

步驟

第 1 步：創(chuàng)建云開發(fā)項(xiàng)目

想要使用涂鴉API，您需要先在 涂鴉云開發(fā)平臺(tái) 創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目。

創(chuàng)建成功后，在項(xiàng)目詳情頁(yè)面，您可以獲得授權(quán)密鑰（Access ID 和 Access Secret 的組合）。請(qǐng)復(fù)制出來(lái)妥善保管，調(diào)用 API 時(shí)您需要用到授權(quán)密鑰。

第 2 步：關(guān)聯(lián)設(shè)備到項(xiàng)目

使用涂鴉 OpenAPI 主要是為了控制智能設(shè)備，所以我們需要先將設(shè)備關(guān)聯(lián)到云開發(fā)項(xiàng)目中。

設(shè)備關(guān)聯(lián)方式

涂鴉提供了4種關(guān)聯(lián)設(shè)備的維度：

由于前 3 種需要您開發(fā)智能硬件產(chǎn)品或移動(dòng)應(yīng)用，為了快速體驗(yàn) IoT 應(yīng)用構(gòu)建流程，本文使用第 4 種方式關(guān)聯(lián)設(shè)備關(guān)聯(lián)。

推薦方式一：使用涂鴉智能 App 添加智能設(shè)備

推薦方式二：添加虛擬設(shè)備

如果您沒有可用的 Powered By Tuya 設(shè)備，您還可以通過添加虛擬設(shè)備來(lái)完成調(diào)試。關(guān)聯(lián)產(chǎn)品下的設(shè)備：通過產(chǎn)品 PID 關(guān)聯(lián)您開發(fā)的智能設(shè)備。關(guān)聯(lián)微信小程序配網(wǎng)添加的設(shè)備：通過 App schema 關(guān)聯(lián)您開發(fā)的小程序下的設(shè)備。關(guān)聯(lián) App 配網(wǎng)添加的設(shè)備：通過 App schema 關(guān)聯(lián)您開發(fā)的 App 下的設(shè)備。關(guān)聯(lián) App 賬號(hào)下的設(shè)備：通過使用涂鴉智能 App 關(guān)聯(lián)您的 IoT 賬號(hào)里配網(wǎng)的設(shè)備。在手機(jī)里安裝涂鴉智能 App 或智能生活 App。

將智能設(shè)備配網(wǎng)到 App。打開云開發(fā) 關(guān)聯(lián)設(shè)備 頁(yè)面。選擇關(guān)聯(lián) App 賬號(hào)下的設(shè)備頁(yè)簽。使用涂鴉智能 App 進(jìn)行掃碼即可將賬號(hào)下的所有設(shè)備授權(quán)給云開發(fā)項(xiàng)目使用。智能設(shè)備關(guān)聯(lián)到云開發(fā)項(xiàng)目后，您可以在設(shè)備管理>設(shè)備列表查看到通過各種方式關(guān)聯(lián)的設(shè)備。添加完成后，可以先將設(shè)備 ID 復(fù)制出來(lái)備用，假設(shè)您獲取的設(shè)備 ID 為6c7asa9b55fs632c12zcwy。

打開云開發(fā) 虛擬設(shè)備 頁(yè)面。選擇添加虛擬設(shè)備。選擇一款產(chǎn)品，然后選擇添加虛擬設(shè)備>關(guān)聯(lián)到涂鴉 App 賬號(hào)。使用涂鴉智能 App 進(jìn)行掃碼即可將賬號(hào)下的虛擬設(shè)備授權(quán)給云開發(fā)項(xiàng)目使用。虛擬設(shè)備都被獨(dú)立放置在設(shè)備管理>虛擬設(shè)備頁(yè)面。添加完成后，可以先將設(shè)備 ID 復(fù)制出來(lái)備用，假設(shè)您獲取的虛擬設(shè)備 ID 為 vdevo160544422718591。

第 3 步：申請(qǐng) API 調(diào)用權(quán)限

涂鴉 IoT 平臺(tái) OpenAPI 默認(rèn)是非開通狀態(tài)，您需要以分組為單位發(fā)起 API 開通申請(qǐng)方可使用。如果您調(diào)用未開通的 API，將產(chǎn)生權(quán)限不足的調(diào)用錯(cuò)誤。本文操作中，您需要在 云開發(fā) API 分組頁(yè)面 申請(qǐng)的 API 分別為授權(quán)管理、設(shè)備管理、設(shè)備控制。

至此，在涂鴉云開發(fā)平臺(tái)上的準(zhǔn)備工作已經(jīng)完成，接下來(lái)請(qǐng)選擇任意一個(gè)Python IDE 進(jìn)行接下來(lái)的編程實(shí)踐。

第 4 步：調(diào)用 API 控制設(shè)備

本步驟中所有涉及的 Python 代碼已經(jīng)打包生成為 python_iot_code_sample.py，您可以提前下載使用。

4.1 獲取 access_token

涂鴉 IoT 采用 HMAC-SHA256 創(chuàng)建摘要，根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景，云開發(fā)平臺(tái)提供兩套簽名算法。其中，令牌管理接口（獲取令牌、刷新令牌）算法如下：

sign = HMAC-SHA256(client_id + t, secret).toUpperCase()

以下為對(duì)應(yīng)的 Python 應(yīng)用代碼邏輯：

#從云開發(fā)項(xiàng)目獲得的授權(quán)密鑰client_id='3meqtq4x9wr22a90lee4'secret='7b121dd8196043f3b6944250fa3ad4ab'#各接口使用方請(qǐng)根據(jù)自身所在區(qū)域調(diào)用相應(yīng)接口。#中國(guó)區(qū)https://openapi.tuyacn.com#美洲區(qū)https://openapi.tuyaus.com#歐洲區(qū)https://openapi.tuyaeu.com#印度區(qū)https://openapi.tuyain.combase='https://openapi.tuyacn.com'#簽名算法函數(shù)defcalc_sign(msg,key): importhmacimporthashlib sign=hmac.new(msg=bytes(msg,'latin-1'),key=bytes(key,'latin-1'),digestmod=hashlib.sha256).hexdigest().upper()returnsignimporttimeimportrequests t=str(int(time.time()*1000)) r=requests.get(base+'/v1.0/token?grant_type=1', headers={'client_id':client_id,'sign':calc_sign(client_id+t,secret),'secret':secret,'t':t,'sign_method':'HMAC-SHA256', }) res=r.json()['result'] print(res)

4.2 編寫通用請(qǐng)求函數(shù)

所有業(yè)務(wù) API 都需要帶公共參數(shù)，為了避免重復(fù)繁瑣的操作，建議您編寫 GET 和 POST 請(qǐng)求，方便后續(xù)使用。同時(shí)，業(yè)務(wù)接口的簽名算法與之前步驟中獲取 Token 時(shí)使用的不同，算法如下：

sign = HMAC-SHA256(client_id + access_token + t, secret).toUpperCase()

以下為對(duì)應(yīng)的 Python 應(yīng)用代碼邏輯：

importjson#get請(qǐng)求函數(shù)defGET(url,headers={}): t=str(int(time.time()*1000)) default_par={'client_id':client_id,'access_token':res['access_token'],'sign':calc_sign(client_id+res['access_token']+t,secret),'t':t,'sign_method':'HMAC-SHA256', } r=requests.get(base+url,headers=dict(default_par,**headers)) r=json.dumps(r.json(),indent=2,ensure_ascii=False)#美化request結(jié)果格式，方便打印查看 returnr#post請(qǐng)求函數(shù)defPOST(url,headers={},body={}): importjson t=str(int(time.time()*1000)) default_par={'client_id':client_id,'access_token':res['access_token'],'sign':calc_sign(client_id+res['access_token']+t,secret),'t':t,'sign_method':'HMAC-SHA256', } r=requests.post(base+url,headers=dict(default_par,**headers),data=json.dumps(body)) r=json.dumps(r.json(),indent=2,ensure_ascii=False)#美化request結(jié)果格式，方便打印查看 returnr

4.3 雙向控制設(shè)備

通過 獲取設(shè)備最新狀態(tài) 的 API，您可以獲得設(shè)備的最新狀態(tài)，需要使用設(shè)備 ID 作為參數(shù)調(diào)用 API。以下為對(duì)應(yīng)的 Python 應(yīng)用代碼邏輯：

#云開發(fā)項(xiàng)目里關(guān)聯(lián)設(shè)備的IDdevice_id='65057368c44f3380cc4b'r=GET(url=f'/v1.0/devices/{device_id}/status') print(r)

返回結(jié)果示例如下所示，更多詳情，請(qǐng)參考智能設(shè)備的 指令集：

{"result":[ {"code":"switch","value":true }, {"code":"countdown_1","value":0 }, {"code":"cur_current","value":68 }, {"code":"cur_power","value":3 }, {"code":"cur_voltage","value":2125 } ],"success":true,"t":1606880360840}

在控制一個(gè)未知的設(shè)備之前，有時(shí)您并不知道可以下發(fā)哪些指令來(lái)控制設(shè)備。這時(shí)就可以先用這個(gè) API 獲得這個(gè)設(shè)備所有可用的控制指令，然后再下發(fā)具體指令來(lái)控制設(shè)備。

r=GET(url=f'/v1.0/devices/{device_id}/functions') print(r)

以智能插座為例，返回結(jié)果示例如下：

{"result":{"category":"cz","functions":[ {"code":"switch","desc":"[插座]開關(guān)","name":"開關(guān)","type":"Boolean","values":"{}" }, {"code":"countdown_1","desc":"開關(guān)1倒計(jì)時(shí)","name":"開關(guān)1倒計(jì)時(shí)","type":"Integer","values":"{"unit":"s","min":0,"max":86400,"scale":0,"step":1}" } ] },"success":true,"t":1606880309547}

獲取到設(shè)備指令集后，您可以調(diào)用 下發(fā)設(shè)備指令 API 來(lái)控制智能設(shè)備。

#根據(jù)該設(shè)備的控制指令集組裝參數(shù)d={"commands":[{"code":"switch","value":True},]} r=POST(url=f'/v1.0/devices/{device_id}/commands',body=d) print(r)

返回結(jié)果示例：

{"result":true,"success":true,"t":1606880463013}

詳情 ：基于涂鴉云開發(fā)平臺(tái)的 Python IoT 開發(fā)實(shí)踐 (tuya.com)

小結(jié)

本文介紹了如何使用 Python 基于涂鴉云開發(fā)平臺(tái)，調(diào)用基礎(chǔ) API 控制一個(gè)智能設(shè)備。由于 Powered By Tuya 設(shè)備體系嚴(yán)格的統(tǒng)一性，您可以將這個(gè)控制方式拓展到所有 Powered By Tuya 設(shè)備中。讓您無(wú)需考慮設(shè)備異構(gòu)性，能夠快速構(gòu)建 IoT 應(yīng)用和服務(wù)。

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