第11章：JavaScript/Node.js 物联网应用

JavaScript 已经不仅仅是浏览器的语言。通过 Node.js，它征服了服务器端；通过 Johnny-Five 等库，它甚至能控制硬件。JS 的事件驱动模型天然契合物联网的异步通信需求。

11.1 Node.js 后端开发

物联网平台需要处理海量并发连接，Node.js 的非阻塞 I/O 在这方面表现出色。

实战：构建一个简单的 HTTP 接收服务

使用 Express 框架接收传感器上传的数据。

const express = require('express');
const app = express();
app.use(express.json());

// 接收 POST 请求
app.post('/api/data', (req, res) => {
    const { deviceId, temp, humidity } = req.body;
    console.log(`Device: ${deviceId}, Temp: ${temp}, Hum: ${humidity}`);
    
    // TODO: 保存到数据库
    
    res.json({ status: 'success' });
});

app.listen(3000, () => {
    console.log('IoT Server running on port 3000');
});

11.2 前端可视化 (Dashboard)

物联网的一大价值在于数据可视化。我们将使用 ECharts 展示实时数据。

HTML/JS 代码片段

<div id="chart" style="width: 600px;height:400px;"></div>
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/echarts@5/dist/echarts.min.js"></script>
<script>
    var myChart = echarts.init(document.getElementById('chart'));
    var option = {
        title: { text: '实时温度监控' },
        xAxis: { type: 'category', data: [] },
        yAxis: { type: 'value' },
        series: [{ data: [], type: 'line' }]
    };
    
    // 模拟实时数据更新
    setInterval(function () {
        var now = new Date().toLocaleTimeString();
        var temp = (Math.random() * 10 + 20).toFixed(1);
        
        option.xAxis.data.push(now);
        option.series[0].data.push(temp);
        
        // 保持最近 10 个数据点
        if (option.xAxis.data.length > 10) {
            option.xAxis.data.shift();
            option.series[0].data.shift();
        }
        
        myChart.setOption(option);
    }, 2000);
</script>

11.3 Johnny-Five 硬件控制

Johnny-Five 是最流行的 JS 机器人编程框架，它运行在上位机（电脑/树莓派），通过 Firmata 协议控制 Arduino。

• 安装：npm install johnny-five
• 准备：在 Arduino 上烧录 "StandardFirmata" 示例程序。

代码实现：JS 控制 LED 闪烁

const { Board, Led } = require("johnny-five");
const board = new Board();

board.on("ready", () => {
  const led = new Led(13);
  led.blink(500); // 500ms 闪烁一次
  console.log("LED is blinking!");
});

11.4 项目实战：实时监控仪表盘

我们将整合 Node.js 后端、MQTT 和 Socket.io，实现一个网页端实时显示的温度监控系统。

架构

1. 传感器 -> (MQTT) -> Node.js 服务器
2. Node.js 服务器 -> (WebSocket) -> 浏览器前端

后端代码 (server.js)

const mqtt = require('mqtt');
const io = require('socket.io')(3001, {
    cors: { origin: "*" }
});

const client = mqtt.connect('mqtt://broker.emqx.io');

client.on('connect', () => {
    client.subscribe('home/livingroom/temp');
});

client.on('message', (topic, message) => {
    const val = message.toString();
    console.log(`MQTT received: ${val}`);
    // 广播给所有连接的浏览器客户端
    io.emit('temp_update', { value: val, time: new Date() });
});

console.log("Gateway started...");

前端有了，后端有了，硬件也有了。但数据存在哪里呢？下一章我们将探讨数据处理与存储。