快速上手IOT视觉化开发工具Node-RED

作者：何信昱

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？

ode-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。

1. 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

1. 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。

 

原文参考

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU0MTg0ODIzNA==&mid=2247485188&idx=2&sn=615be89aafa52f4ef2077c34b189d81a&chksm=fb22e0c1cc5569d7a8693201128c7f88e1a925611188961bbe811546503eaa937a72d2409eee#rd