🌐 REST API для IoT устройств. Как интернет-сервисы управляют железом

 1🤝 API = Application Programming Interface
 2   "Договор" между программами о том, как они общаются
 3
 4🏪 АНАЛОГИЯ: API как меню в ресторане
 5   📋 Меню = документация API
 6   🍔 Блюда = функции устройства  
 7   👨‍🍳 Повар = IoT устройство
 8   🙋‍♂️ Клиент = веб-приложение
 9
10💬 ПРИМЕР РАЗГОВОРА:
11   Клиент: "Дайте мне гамбургер" (GET /lights/1)
12   Повар: "Вот ваш гамбургер" (200 OK, {status: "on"})
13   Клиент: "Сделайте его острым" (POST /lights/1/brightness {level: 80})

 1🌐 REST = Representational State Transfer
 2   Набор правил для создания понятных API
 3
 4📝 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ:
 5   1. Используем HTTP методы по назначению
 6   2. URL описывает ресурс, не действие  
 7   3. Ответы в стандартном формате (JSON)
 8   4. Каждый запрос независимый
 9
10🔧 HTTP МЕТОДЫ ДЛЯ IoT:
11   GET /devices/led1        - узнать состояние светодиода
12   POST /devices/led1       - создать новую настройку
13   PUT /devices/led1        - изменить состояние (включить/выключить)
14   DELETE /devices/led1     - удалить устройство из системы
15
16❌ ПЛОХО: /turnOnLight?id=1
17✅ ХОРОШО: PUT /lights/1 {"state": "on"}

 1🆕 ПРИМЕРЫ IoT JSON:
 2
 3// Состояние умной лампочки
 4{
 5  "id": "bedroom_light",
 6  "state": "on",
 7  "brightness": 75,
 8  "color": "#FF6B35", 
 9  "last_updated": "2025-05-25T14:23:45Z"
10}
11
12// Данные с датчика температуры
13{
14  "sensor_id": "temp_01",
15  "temperature": 23.5,
16  "humidity": 45.2,
17  "timestamp": "2025-05-25T14:23:45Z",
18  "battery_level": 87
19}
20
21// Команда для умного замка
22{
23  "action": "unlock",
24  "duration": 30,
25  "authorized_by": "mobile_app"
26}

 1// Псевдокод для понимания концепции
 2// server.js - Создаем IoT API сервер
 3
 4// 1. Создаем "виртуальные" IoT устройства
 5let devices = {
 6  led1: { state: "off", brightness: 0 },
 7  sensor1: { temperature: 22.5, humidity: 60 },
 8  door1: { locked: true, last_opened: null }
 9};
10
11// 2. API endpoints для управления устройствами
12
13// GET /api/devices - получить список всех устройств
14function getAllDevices() {
15  return devices;
16}
17
18// GET /api/devices/led1 - получить состояние LED
19function getDeviceState(deviceId) {
20  return devices[deviceId];
21}
22
23// PUT /api/devices/led1 - изменить состояние LED  
24function updateDevice(deviceId, newState) {
25  devices[deviceId] = {...devices[deviceId], ...newState};
26  return devices[deviceId];
27}
28
29// POST /api/devices - добавить новое устройство
30function addDevice(deviceData) {
31  devices[deviceData.id] = deviceData;
32  return deviceData;
33}

 1ЗАДАЧА: Создать API для управления RGB светодиодом
 2
 3ENDPOINTS:
 4GET /api/led - получить текущее состояние
 5PUT /api/led/power - включить/выключить  
 6PUT /api/led/color - изменить цвет
 7PUT /api/led/brightness - изменить яркость
 8
 9ТЕСТИРОВАНИЕ:
10✓ Включить LED через браузер
11✓ Изменить цвет на красный
12✓ Установить яркость 50%
13✓ Получить состояние в JSON
14
15ДОПОЛНИТЕЛЬНО:
16• Добавить эффекты (мигание, плавное изменение)
17• Режим "радуга"

 1ЗАДАЧА: Создать API для чтения данных с датчиков
 2
 3ENDPOINTS:
 4GET /api/sensors - список всех датчиков
 5GET /api/sensors/temperature - текущая температура
 6GET /api/sensors/humidity - текущая влажность  
 7GET /api/sensors/history - история за час
 8
 9ТЕСТИРОВАНИЕ:
10✓ Получить данные с датчиков
11✓ Симулировать изменение температуры
12✓ Проверить формат JSON ответа
13✓ Тест производительности (много запросов)
14
15ДОПОЛНИТЕЛЬНО:
16• Добавить alerts при превышении лимитов
17• Экспорт данных в CSV

 1ЗАДАЧА: Создать API для системы умного дома
 2
 3ENDPOINTS:
 4GET /api/rooms - список комнат
 5GET /api/rooms/bedroom - состояние спальни
 6PUT /api/rooms/bedroom/lights - управление светом
 7PUT /api/rooms/bedroom/temperature - термостат
 8
 9ТЕСТИРОВАНИЕ:
10✓ Включить свет в спальне
11✓ Установить температуру 22°C
12✓ Получить состояние всего дома
13✓ Режим "Уехал в отпуск"
14
15ДОПОЛНИТЕЛЬНО:  
16• Сценарии (утро, вечер, сон)
17• Безопасность (коды доступа)

 1ЗАДАЧА: Создать API для системы безопасности
 2
 3ENDPOINTS:
 4GET /api/security/status - статус охраны
 5PUT /api/security/arm - включить охрану
 6PUT /api/security/disarm - выключить охрану
 7GET /api/security/events - журнал событий
 8
 9ТЕСТИРОВАНИЕ:
10✓ Включить охрану
11✓ Симулировать срабатывание датчика
12✓ Проверить журнал событий
13✓ Экстренное отключение
14
15ДОПОЛНИТЕЛЬНО:
16• Уведомления на email/SMS
17• Камеры наблюдения

 1🖥️ БРАУЗЕР (GET запросы):
 2http://localhost:3000/api/devices/led1
 3
 4📱 POSTMAN/INSOMNIA (все методы):
 5PUT http://localhost:3000/api/devices/led1
 6{
 7  "state": "on",
 8  "brightness": 75
 9}
10
11🧪 CURL (командная строка):
12curl -X PUT localhost:3000/api/devices/led1 \
13  -H "Content-Type: application/json" \
14  -d '{"state":"on"}'
15
16📲 МОБИЛЬНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ (симуляция):
17Создать простую HTML страницу с кнопками

 1<!-- Псевдокод веб-интерфейса -->
 2<!DOCTYPE html>
 3<html>
 4<head>
 5    <title>IoT Control Panel</title>
 6</head>
 7<body>
 8    <h1>🏠 Smart Home Control</h1>
 9    
10    <!-- LED Control -->
11    <div class="device">
12        <h3>💡 Bedroom Light</h3>
13        <button onclick="toggleLED()">Toggle</button>
14        <input type="range" onchange="setBrightness(this.value)">
15        <div id="led-status">Status: Loading...</div>
16    </div>
17    
18    <!-- Sensor Data -->
19    <div class="device">
20        <h3>🌡️ Temperature Sensor</h3>
21        <div id="temperature">--°C</div>
22        <div id="humidity">--%</div>
23    </div>
24
25    <script>
26        // JavaScript для работы с API
27        async function toggleLED() {
28            const response = await fetch('/api/devices/led1', {
29                method: 'PUT',
30                headers: {'Content-Type': 'application/json'},
31                body: JSON.stringify({state: 'toggle'})
32            });
33            updateStatus();
34        }
35        
36        async function updateStatus() {
37            const response = await fetch('/api/devices/led1');
38            const data = await response.json();
39            document.getElementById('led-status').textContent = 
40                `Status: ${data.state}, Brightness: ${data.brightness}%`;
41        }
42    </script>
43</body>
44</html>

 1🎯 КЕЙС 1: "API для умной теплицы"
 2Устройства: 5 датчиков почвы, 3 клапана полива, 1 камера
 3Задача: Спроектировать RESTful endpoints
 4
 5🎯 КЕЙС 2: "API для умного офиса" 
 6Устройства: 20 рабочих мест, климат-контроль, система бронирования
 7Задача: Учесть права доступа разных пользователей
 8
 9🎯 КЕЙС 3: "API для городской парковки"
10Устройства: 200 датчиков мест, 10 информационных табло
11Задача: Обеспечить высокую производительность

 1📋 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ:
 2
 31. АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ:
 4   • Какие устройства нужны?
 5   • Какие данные собираем?
 6   • Кто будет пользователями API?
 7
 82. ДИЗАЙН API:
 9   • Список всех endpoints (минимум 8)
10   • HTTP методы для каждого
11   • Примеры JSON запросов/ответов
12   • Коды ошибок
13
143. БЕЗОПАСНОСТЬ:
15   • Кому можно что делать?
16   • Как защитить от несанкционированного доступа?
17   • Что делать при сбоях?
18
194. МАСШТАБИРОВАНИЕ:
20   • Сколько запросов в секунду?
21   • Как хранить данные?
22   • План развития на 5 лет
23
24ФОРМАТ ОТВЕТА: Документ с примерами кода (псевдокод)

1Спринт #23 → Спринт #24 → Спринт #25
2REST API → Мобильный UI → MQTT интеграция
3HTTP/JSON → Responsive CSS → Broker protocols  
4Веб-сервер → Progressive Web App → Real-time data
5Безопасность → UX для IoT → Publisher/Subscriber