IOT视觉化开发工具Node-RED快速上手

现在有越来越多非专业背景但有创造热诚的Maker，想要进入物联网领域大展身手，但常常苦于无法撰写艰深难懂的程序代码，以及想要连接各种硬件与时下最流行的社群软件，却不知道如何使用开放给开发者应用的API的窘境。

没关系！IBM发行了一套开源可视化界面开发工具－ Node－RED，嗯？是不是有点眼熟？怎么跟著名的程序语言Node．js有些相似？不用担心，即使完全不懂怎么撰写Node．js，也能学会使用Node－RED。接下来就让我们一起看看如何运用Node－RED吧！

大家可能会好奇，Node－RED跟Node．js怎么名字会这么像？是不是有某种关联存在？这边就要先从Node．js开始介绍了。Node．js是一个读取Javascript的运行环境，可用于开发网页后端程序，但是Node．js的指令是一行一行写出来的，为了免去呼叫程序代码麻烦，IBM的工程师开发了Node－RED来更容易地完成工作。

具体来说，每当启动Node－RED时，背景程序便会创造一个服务器来处理我们输入的指令，这时只要使用浏览器登入指定的IP即可进入Node－RED的编辑画面，设定好想要的流程后，背景程序会将流程转换成程序代码交给Node．js环境运行。

其实在Maker圈，可视化界面开发工具已经相当流行，特别是MIT开发的Scratch，以及Google开发的Blockly。那么，Node－RED跟这两大视觉开发工具相比，又有什么样的优势呢？

 

Node－RED特色

Node－RED起源于2013年IBM’s EmergingTechnology Services group的一个计划的副产物，工程师Nick O’Leary和Dave Conway－Jones想用可视化界面来概念性验证一套MQTT应用，让Node－RED因此孕育而生。

Node－RED很快成为更加全面性的开发工具，并于2013年9月成为OpenSource，于2016年10月加入JS Foundation。（以上说明节录自Node－RED官网）

Node－RED提供各式的API，包括因特网服务，例如推特与查询天气、呼叫使用各式的通讯协议，例如MQTT、TCP、UDP等；在嵌入式系统上，Node－RED提供控制GPIO的功能，并使用MQTT或是HTTP等协议与云端做沟通，架构IOT产品。

让Node－RED流行于各大网络社群的理由，在于它拥有以下诸多的优点：

1．相较于撰写程序代码，使用图形化界面可更快速开发。

2．适合作为概念性应用验证的开发工具。

3．浅显易懂，每个API都有文字说明可供查询。

4．具有高度扩充性，已有大量的Library、Flow、Node供人下载。

如何启用Node－RED

想在Raspberry Pi上使用Node－RED，需先安装Node．js运行环境，如果是使用FRED，或是IBM Bluemix使用Node－RED，则不须安装。

安装Node－RED：在Raspberry pi的Bash输入「sudo npm install －g node－red」

 

2． 启动Node－RED：

（1） 在Bash输入「node－red」

 

（2） 在计算机上使用远程桌面联机（Pi须安装xrdp），打开Linux的浏览器进入http：／／localhost：1880，即可进入Node－RED编辑页面，这里跟Bash登入画面一样，输入Pi的帐号密码

 

 

进入编辑页面了

 

实作范例

Hello Node－RED

http：／／noderedguide．com／node－red－lecture－2－building－your－first－flows－15／

接下来，让我们来学习如何使用Node－RED的基本单位：Node，并使用Nodes来传送字符串「Hello Node－Red！」来跟Node－RED打声招呼吧！

使用左侧的inject与debug接成以下的流程：

 

Inject node：我们使用这个Node来输入各式的数值，举凡变量、数字、字符串、时间常数都可以，Inject通常都是一个Flow的开头。

 

Debug node：这个Node就像是示波器的探棒，会将流入此点的对象信息于右边的Debug字段显示出来，我们使用这个Node检视结果是否符合预期的结果。

实作结果：左侧node按下蓝色的按钮后，右侧的debug栏接收到input的讯息。

 

2． LED灯开关

Node－RED有个很大的特色，就是可以方便地控制RaspberryPi，在这之前，呼叫GPIO都是使用Python、C语言、Java等等；而现在只要设定Node－RED就可以达到相同的效果，在这个流程输入开或关的讯息，判断式处理完后，会将1或0传入Rpi Pin node。

（RPi node预设只有RPi的Node－RED才有）

 

Inject Node：我们这边设定将”On＂字符串输入给Switch function。

 

Function Node：我们使用这个Node作为撰写自定义函式的地方，使用的语法为Javascript，这？边先写一个简单的判断函式确认是ON或是OFF，最后将msg对象往下传。

 

RPi Pin node：我们使用这个Node来设定RPi的脚位输出，可分为数字输出与PWM；本次做数字输出，选择GPIO17脚位。

 

Raspberry Pi3脚位图：

 

实作结果：

 

可能遇到的错误

1．无法使用npm指令

Raspberry Pi尚未安装Node．js，需先安装Node．js才能使用npm。

2．进入0．01：1880无法显示网页？

需先在Raspberry Pi的terminal输入node－red，启动服务器才能登入页面。

3．Function Node无法输入程序代码？

GNU／Linux内建浏览器的Bug，建议使用FireFox的浏览器。

作者：何信昱

审核编辑：符乾江