【雕爷学编程】MicroPython手册之内置模块 urequests：发送 HTTP 请求和处理响应-Toy模板网

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MicroPython是为了在嵌入式系统中运行Python 3编程语言而设计的轻量级版本解释器。与常规Python相比，MicroPython解释器体积小(仅100KB左右)，通过编译成二进制Executable文件运行，执行效率较高。它使用了轻量级的垃圾回收机制并移除了大部分Python标准库，以适应资源限制的微控制器。

MicroPython主要特点包括:
1、语法和功能与标准Python兼容,易学易用。支持Python大多数核心语法。
2、对硬件直接访问和控制,像Arduino一样控制GPIO、I2C、SPI等。
3、强大的模块系统,提供文件系统、网络、图形界面等功能。
4、支持交叉编译生成高效的原生代码,速度比解释器快10-100倍。
5、代码量少,内存占用小,适合运行在MCU和内存小的开发板上。
6、开源许可,免费使用。Shell交互环境为开发测试提供便利。
7、内置I/O驱动支持大量微控制器平台，如ESP8266、ESP32、STM32、micro:bit、掌控板和PyBoard等。有活跃的社区。

MicroPython的应用场景包括:
1、为嵌入式产品快速构建原型和用户交互。
2、制作一些小型的可 programmable 硬件项目。
3、作为教育工具,帮助初学者学习Python和物联网编程。
4、构建智能设备固件,实现高级控制和云连接。
5、各种微控制器应用如物联网、嵌入式智能、机器人等。

使用MicroPython需要注意:
1、内存和Flash空间有限。
2、解释执行效率不如C语言。
3、部分库函数与标准版有差异。
4、针对平台优化语法,订正与标准Python的差异。
5、合理使用内存资源,避免频繁分配大内存块。
6、利用原生代码提升速度关键部位的性能。
7、适当使用抽象来封装底层硬件操作。

总体来说,MicroPython让Python进入了微控制器领域，是一项重要的创新，既降低了编程门槛，又提供了良好的硬件控制能力。非常适合各类物联网和智能硬件的开发。

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MicroPython的内置模块urequests是一个用于进行HTTP请求的模块，它实现了CPython模块的一个子集，但也有一些特殊的特点和限制。本文将从以下几个方面介绍urequests模块的主要特点、应用场景，以及需注意事项，并给出几个实际运用程序案例。

主要特点

1、urequests模块提供了一个Request类，用于封装HTTP请求的方法、URL、头部、数据等信息，以及一个Response类，用于封装HTTP响应的状态码、头部、内容等信息。
2、urequests模块提供了一个get函数，用于发送GET请求，以及一个post函数，用于发送POST请求。这两个函数都接受一个URL参数，以及可选的headers参数和data参数。headers参数是一个字典，用于指定请求头部的字段和值。data参数是一个字节串或字符串，用于指定请求体的内容。这两个函数都返回一个Response对象，或者在出错时引发异常。
3、urequests模块还提供了一个put函数，用于发送PUT请求，以及一个delete函数，用于发送DELETE请求。这两个函数的参数和返回值与get和post函数相同。
4、urequests模块支持自动处理重定向（redirect）和压缩（gzip）的响应，但不支持分块（chunked）传输编码的响应。
urequests模块使用socket模块来实现底层的网络通信，因此依赖于网络接口的配置和连接状态。

应用场景

1、urequests模块可以用于访问Web服务器或API接口，获取或发送数据，例如获取天气信息、新闻资讯、股票行情等。
urequests模块可以用于实现Web客户端或爬虫程序，解析或处理HTML、XML、JSON等格式的数据，例如抓取网页内容、下载图片或文件等。
2、urequests模块可以用于与其他设备或平台进行数据交互，实现远程控制或监控功能，例如控制智能家居设备、上传传感器数据等。

需注意事项

1、urequests模块的功能和性能可能因不同的端口而异，因此在开发可移植的MicroPython应用程序时，应该尽量避免依赖特定的请求或响应细节。
2、urequests模块在发送和接收数据时可能会消耗较多的内存和时间，因此在处理大量或复杂的数据时，应该注意优化代码和资源管理。
3、urequests模块在发送和接收数据时可能会遇到无效或不合法的URL、头部、数据等参数，或者网络错误、超时、服务器错误等异常情况。这些情况会引发OSError或ValueError异常，并给出错误信息。应该使用try-except语句来捕获并处理这些异常。

实际运用程序案例

案例一：使用urequests模块从Web服务器获取天气信息

import network
import ujson
import urequests

# 连接到WiFi网络
sta_if = network.WLAN(network.STA_IF)
sta_if.active(True)
sta_if.connect('SSID', 'PASSWORD')
while not sta_if.isconnected():
    pass

# 从Web服务器获取天气信息
url = 'http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q=Beijing&appid=YOUR_API_KEY'
response = urequests.get(url)
data = response.text
response.close()

# 使用ujson模块解析天气信息
weather = ujson.loads(data)
print('城市：', weather['name'])
print('温度：', weather['main']['temp'] - 273.15, '℃')
print('湿度：', weather['main']['humidity'], '%')
print('天气：', weather['weather'][0]['description'])

案例二：使用urequests模块向Web服务器发送传感器数据

import machine
import network
import urequests

# 创建一个ADC对象，连接到引脚34（ESP32板上的内置温度传感器）
adc = machine.ADC(machine.Pin(34))

# 连接到WiFi网络
sta_if = network.WLAN(network.STA_IF)
sta_if.active(True)
sta_if.connect('SSID', 'PASSWORD')
while not sta_if.isconnected():
    pass

# 向Web服务器发送传感器数据
url = 'http://example.com/api/sensor'
headers = {'Content-Type': 'application/json'}
while True:
    # 读取ADC值并转换为温度值
    value = adc.read()
    temp = (value - 500) / 10
    print('温度：', temp, '℃')
    # 将温度值作为JSON数据发送到Web服务器
    data = '{"temp": ' + str(temp) + '}'
    response = urequests.post(url, headers=headers, data=data)
    print('响应：', response.status_code, response.text)
    response.close()

案例三：使用urequests模块下载图片并显示在OLED屏幕上

import network
import framebuf
import ssd1306
import urequests

# 创建一个I2C对象，连接到引脚21（SDA）和22（SCL）
i2c = machine.I2C(scl=machine.Pin(22), sda=machine.Pin(21))

# 创建一个SSD1306对象，连接到OLED屏幕，分辨率为128x64
oled = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c)

# 连接到WiFi网络
sta_if = network.WLAN(network.STA_IF)
sta_if.active(True)
sta_if.connect('SSID', 'PASSWORD')
while not sta_if.isconnected():
    pass

# 下载图片并显示在OLED屏幕上
url = 'http://example.com/image.bmp'
response = urequests.get(url)
data = response.content
response.close()

# 将图片数据转换为帧缓冲对象，格式为1位黑白，大小为128x64
fb = framebuf.FrameBuffer(data, 128, 64, framebuf.MONO_HLSB)

# 将帧缓冲对象绘制到OLED屏幕上，并显示出来
oled.blit(fb, 0, 0)
oled.show()

案例四：发送HTTP GET请求：

import urequests

# 发送GET请求
response = urequests.get("https://api.example.com/data")

# 获取响应内容
content = response.text

# 打印响应内容
print("Response:", content)

在这个示例中，我们使用urequests模块的get()函数发送HTTP GET请求。我们提供目标URL作为参数，并将返回的响应对象存储在response变量中。然后，我们使用text属性获取响应内容，并打印出来。

案例五：发送HTTP POST请求：

import urequests

# POST请求数据
data = {
    "name": "John",
    "age": 30
}

# 发送POST请求
response = urequests.post("https://api.example.com/data", json=data)

# 获取响应内容
content = response.text

# 打印响应内容
print("Response:", content)

在这个示例中，我们使用urequests模块的post()函数发送HTTP POST请求。我们提供目标URL和要发送的数据作为参数，并将返回的响应对象存储在response变量中。在这里，我们将一个包含姓名和年龄的字典作为JSON数据发送。然后，我们使用text属性获取响应内容，并打印出来。

案例六：发送带有请求头的HTTP请求：

import urequests

# 请求头
headers = {
    "User-Agent": "MicroPython",
    "Content-Type": "application/json"
}

# 发送带有请求头的请求
response = urequests.get("https://api.example.com/data", headers=headers)

# 获取响应内容
content = response.text

# 打印响应内容
print("Response:", content)

在这个示例中，我们使用urequests模块发送HTTP请求，并附带自定义的请求头。我们将请求头作为一个字典传递给请求函数的headers参数。在这里，我们设置了User-Agent和Content-Type请求头字段。然后，我们使用text属性获取响应内容，并打印出来。这些实际运用程序案例展示了使用MicroPython内置模块urequests的功能。通过使用urequests模块，可以发送HTTP请求，包括GET和POST请求，并可以附带请求头和数据。这对于与Web API进行数据交互、访问远程资源等场景非常有用。

案例七：发送 GET 请求

import urequests

# 发送 GET 请求
response = urequests.get("https://api.example.com/data")

# 打印响应内容
print("响应内容：", response.text)

# 关闭响应
response.close()

在这个例子中，我们使用 urequests.get() 函数发送一个 GET 请求到指定的 URL。获取到的响应存储在 response 变量中。我们可以使用 response.text 属性来获取响应内容，并将其打印出来。最后，我们使用 response.close() 方法关闭响应。

案例八：发送 POST 请求

import urequests

# 发送 POST 请求
payload = {"name": "Alice", "age": 25}
response = urequests.post("https://api.example.com/data", json=payload)

# 打印响应内容
print("响应内容：", response.text)

# 关闭响应
response.close()

在这个例子中，我们使用 urequests.post() 函数发送一个 POST 请求到指定的 URL，并传递一个 JSON 数据作为请求的内容。我们使用 json 参数来指定要发送的 JSON 数据。获取到的响应存储在 response 变量中。我们可以使用 response.text 属性来获取响应内容，并将其打印出来。最后，我们使用 response.close() 方法关闭响应。

案例九：处理异常

import urequests

try:
    # 发送请求
    response = urequests.get("https://api.example.com/data")

    # 检查响应状态码
    if response.status_code == 200:
        # 打印响应内容
        print("响应内容：", response.text)
    else:
        print("请求失败：", response.status_code)

    # 关闭响应
    response.close()

except Exception as e:
    print("发生异常：", e)

在这个例子中，我们使用 urequests.get() 函数发送一个 GET 请求，并使用 try…except 块来捕获可能发生的异常。在 try 块中，我们发送请求并获取响应。然后，我们检查响应的状态码。如果状态码为 200，则表示请求成功，我们打印响应内容。否则，我们打印错误消息。最后，我们使用 response.close() 方法关闭响应。如果发生异常，我们使用 except 块来捕获异常，并打印相关的错误信息。这些示例展示了使用 urequests 库进行 HTTP 请求的实际应用。请记住，在使用 urequests 之前，你需要将其安装到 MicroPython 设备上。

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