App Inventor+掌控板：远程感知与控制
在之前的三篇文章中，我们介绍了用App Inventor开发与硬件通信的应用：通过在掌控板上部署tinyWebDB服务器，在局域网中（室内），用手机可以感知硬件的状态，或控制硬件的输出，如图1所示。
图1 在局域网中实现手机与掌控板之间的通信
本片文章将应用的场景从室内转向户外，假设你在远离“家”的某处，可以用手机访问互联网，此时，你可以给“家”中的掌控板发送指令，让它完成某个任务，例如，在炎热的夏季，在到家之前打开空调开关；或者，用手机访问掌控板连接的某个设备或部件，了解它当前的状态，例如，天黑了，家中的灯是否点亮（访问光传感器的读数）？
这些功能的实现，首先要依赖于一项互联网服务，这项服务可以同时服务于手机及掌控板。本文采用的服务基于17coding版本的TinyWebDB服务器，其网址为http://tinywebdb.17coding.net。
一、设置掌控板
除了tinyWebDB服务器之外，还需要为掌控板编写程序，以实现掌控板与tinyWebDB之间的数据读写操作。为了实现这一功能，张路老师编写了一段python程序——tinyWebIO.py，这段程序需要事先刷入到掌控板中。在本文结尾处有相关文件的下载链接。此外，还需要对掌控板的启动文件main.py进行设置，具体设置方法如图2所示。开发者只需设置wifi的登陆名及密码，下面的两行代码用于设置可读写的掌控板的部件及端口，开发者不必修改。
图2 需要在main.py中设置wifi的登陆名及密码
完成以上设置后，请将tinyWebIO.py及main.py刷入掌控板（刷入方法请参见此前的入门文章），然后按下掌控板背面的硬启动按钮，重新启动掌控板，如图3所示。掌控板启动成功后，即可在掌控板的屏幕上看到它的ip地址。
图3 文件烧录完成后，硬启动掌控板
此时掌控板已经开始了与tinyWebDB服务器之间的数据通信，它每秒钟向服务器发送一次自己的状态，即，传送光传感器、声传感器及加速度传感器的读数，对应于图2中的light、sound、accelerometer。同时，掌控板每秒钟读取一次服务器的控制指令，例如，如果此时读取到的buzz值为on，则让蜂鸣器发出鸣叫声。控制指令的种类对应于图2中下面的第二行代码。
二、读取掌控板ID
掌控板与tinyWebDB之间的通信是单通道的。每块掌控板都有一个独一无二的设备ID，当掌控板访问tinyWebDB服务器时，这个设备ID就成为URL地址的组成部分。点击mPython IDE中的“交互”按钮，直到屏幕下方显示图4中的信息（如果不成功，按下掌控板的硬启动按钮再试，也许需要多试几次）。图中右下角被选中的文本就是我手头这块掌控板的ID，将整个url地址复制粘贴到App Inventor的文本块中，稍后会将其设置为tinyWebDB组件的服务器地址。
图4 查看掌控板的设备ID
三、开发安卓应用
本应用实现两个最基本的功能，一是远程控制蜂鸣器的打开与关闭，二是远程读取光传感器的数值，这两个功能用于解释远程感知及控制的实现方法。
在App Inventor中新建一个项目，命名为“远程感知与控制”，向项目中添加两个按钮（分别命名为“感知”及“控制”）、一个标签和一个网络数据库（tinyWebDB）组件，用户界面如图5所示。然后将开发工具切换到编程视图，开始编写程序。
图5 感知与控制应用的用户界面
1、屏幕初始化
在屏幕初始化时，设置网络数据库组件的服务器地址为刚才复制的那段URL地址。如图6所示。
图6 设置网络数据库组件的服务器地址
2、实现感知功能
利用网络数据库组件的请求数据功能，当用户点击“感知”按钮时，向tinyWebDB服务器发送请求，将其中的标记设置为“light”。当网络数据库组件收到数据时，用标签显示收到的数据。代码如图7所示。
图7 实现感知功能的代码
3、实现控制功能
利用网络数据库组件的保存数据功能，将控制指令发送给tinyWebDB服务器。当用户点击“控制”按钮时，如果按钮上的文本为“控制”，则发送“buzz on”指令，其中buzz为标记，on为指令的值。相反，当按钮上的文本不等于“控制”时，则发送“buzz off”指令，代码如图8所示。
图8 实现控制功能的代码
4、测试
打开手机上的AI伴侣进行测试，测试结果如图9所示，图中只显示了“感知”的结果，对于蜂鸣器开关的测试，请读者自行完成。
图9 感知功能测试
附：文件下载地址：https://roadlabs.gitee.io/tinywebio/（点击页面上的“下载”即可）
入门文章链接：