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日志

通过物联网管理多台MQTT设备-基于米尔T527开发板

已有 259 次阅读2024-5-11 18:14 |个人分类:开发板

本篇测评由电子工程世界的优秀测评者“JerryZhen”提供。


本文将介绍基于米尔电子MYD-LT527开发板的网关方案测试。

 

一、系统概述

基于米尔-全志 T527设计一个简易的物联网网关,该网关能够管理多台MQTT设备,通过MQTT协议对设备进行读写操作,同时提供HTTP接口,允许用户通过HTTP协议与网关进行交互,并对设备进行读写操作。

二、系统架构

  1. 网关服务:基于FastAPI框架构建的Web服务,提供HTTP接口。
  2. MQTT客户端:负责与MQTT设备通信,管理设备连接、消息发布和订阅。
  3. 设备管理:维护一个设备列表,记录设备的基本信息和状态。
  4. 数据存储:使用内存或数据库存储设备数据,确保数据持久化。

三、组件设计

  1. MQTT组件:

    • 负责与MQTT broker建立连接。
    • 订阅设备主题,接收设备发送的消息。
    • 发布消息到设备,实现远程控制。

  2. 设备管理组件:

    • 维护一个设备列表,记录设备的唯一标识符(如设备ID)、MQTT主题、连接状态等信息。
    • 提供设备增删改查的方法。

  3. HTTP组件:

    • 基于FastAPI定义HTTP接口。
    • 接收用户请求,调用MQTT组件和设备管理组件进行相应操作。
    • 返回操作结果给用户。

四、接口设计

  1. 设备列表:

    • GET /devices:返回所有设备的列表。
    • POST /devices:添加新设备到网关。
    • DELETE /devices/{device_id}:从网关中删除指定设备。

  2. 设备详情:

    • GET /devices/{device_id}:返回指定设备的详细信息。

  3. 设备数据:

    • GET /devices/{device_id}/data:获取指定设备的最新数据。
    • POST /devices/{device_id}/data:发送数据到指定设备。

  4. 设备控制:

    • POST /devices/{device_id}/control:发送控制命令到指定设备。

五、数据结构设计

  1. 设备信息:

    • 设备ID (device_id):唯一标识设备的字符串。
    • MQTT主题 (mqtt_topic):设备在MQTT broker上的主题。
    • 连接状态 (connection_status):表示设备是否在线的布尔值。
    • 其他设备属性(如名称、描述等)。

  2. 设备数据:

    • 设备ID (device_id):关联设备信息的设备ID。
    • 时间戳 (timestamp):数据发送或接收的时间。
    • 数据内容 (data):设备发送或接收的具体数据,可以是JSON格式或其他格式。

六、安全性考虑

  • 使用HTTPS协议提供安全的HTTP通信。
  • 实现用户认证和授权机制,确保只有授权用户可以访问和操作设备。
  • 对于敏感操作(如删除设备),要求用户进行二次确认或提供额外的安全措施。

七、部署与扩展

  • 使用Docker容器化部署网关服务,便于管理和扩展。
  • 根据需要,可以水平扩展网关实例以处理更多的设备连接和请求。

八、实现步骤

  1. 安装所需的Python库:fastapi, uvicorn, paho-mqtt等。
  2. 创建FastAPI应用并定义路由。
  3. 实现MQTT组件,包括与MQTT broker的连接、订阅、发布等功能。
  4. 实现设备管理组件,维护设备列表并提供增删改查的方法。
  5. 实现HTTP组件,调用MQTT组件和设备管理组件处理用户请求。
  6. 编写测试代码,验证网关的各项功能是否正常工作。
  7. 部署网关服务并监控其运行状态。

该设计方案仅仅是概述,具体实现细节可能需要根据实际需求和项目环境进行调整和优化。在实际开发中,还需要考虑异常处理、日志记录、性能优化等方面的问题。基于上述设计方案,以下是一个简化版的参考代码,展示了如何使用FastAPI和paho-mqtt库来创建一个物联网网关。需要注意,示例中不包含完整的错误处理、用户认证和授权机制,这些在实际生产环境中都是必不可少的。依赖的主要库版本:

fastapi==0.108.0

paho-mqtt==1.6.1

 

网关模拟代码gateway.py:

 

设备1模拟代码 dev1.py:

 

设备2模拟代码 dev2.py

 

运行网关代码,打开网页得到api接口:

 

 通过api分别添加设备1和设备2,

 

在另外两个控制台中分别运行模拟设备1和模拟设备2的代码
通过网页API向设备1发送数据

 

通过网页API获得设备回复的数据,设备代码中只是简单的把网关发过来的数据进行回传

 

我们在网关的后台可以看到完整的数据流

 

至此一个简易的网关已经实现了,接下来将会尝试实现楼宇里的最常见的bacnet设备进行通讯管理。

本文来自论坛,点击查看完整帖子内容。

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