本文介紹卓嵐支持MQTT和JSON的設(shè)備的用法，支持的設(shè)備包括ZLAN5143、ZLAN8303-7、ZLAN1043、ZLAN7144等。其中ZLAN5143、ZLAN8303-7、ZLAN1043的固件版本要在1.577及以上，ZLAN7144需要在1.489及以上。需要和zlvircom的5.09版本配合使用。
MQTT和JSON可以單獨(dú)使用也可以合起來(lái)使用。其中的JSON支持Modbus RTU格式轉(zhuǎn)化為JSON格式。
主要特點(diǎn)是：
1.采用MQTT為基礎(chǔ)的協(xié)議和服務(wù)器建立連接，采用訂閱發(fā)布的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
2.支持Modbus RTU寄存器的自主設(shè)計(jì)和自動(dòng)采集。
3.支持將特定的Modbus寄存器內(nèi)容轉(zhuǎn)化為JSON格式定時(shí)主動(dòng)上發(fā)。
4.支持在JSON格式中加入設(shè)備ID，方便云端識(shí)別設(shè)備。
5.支持無(wú)符號(hào)數(shù)據(jù)和有符號(hào)數(shù)據(jù)，支持小數(shù)點(diǎn)表示，支持4字節(jié)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)。
6.所有配置都可以界面化配置完成，用戶自主配置無(wú)需定制。
卓嵐Modbus RTU轉(zhuǎn)JSON可以實(shí)現(xiàn)Modbus RTU表的自動(dòng)采集，并按照J(rèn)SON格式自動(dòng)上發(fā)給云端服務(wù)器。
這里我們通過(guò)一個(gè)具體的案例來(lái)講解這個(gè)用法。
假設(shè)現(xiàn)在有一個(gè)功能碼為3，地址為1的Modbus表，其寄存器地址和參數(shù)名如下。其中字節(jié)長(zhǎng)度為4的表示需要連續(xù)讀2個(gè)寄存器。
| 寄存器地址 | 參數(shù)名 | 字節(jié)長(zhǎng)度 | 備注 |
| 0 | 當(dāng)前總有功電能 | 4 | 無(wú)符號(hào)，保留2位小數(shù) |
| 97 | A相電壓 | 2 | 無(wú)符號(hào)，保留1位小數(shù) |
| 98 | B相電壓 | 2 | |
| 99 | C相電壓 | 2 | |
| 100 | A相電流 | 2 | 無(wú)符號(hào)，保留2位小數(shù) |
| 101 | B相電流 | 2 | |
| 102 | C相電流 | 2 | |
| 119 | 頻率 | 2 | |
| 356 | A相有功功率 | 4 | 有符號(hào)，保留3位小數(shù) |
| 358 | B相有功功率 | 4 | |
| 360 | C相有功功率 | 4 | |
| 362 | 總有功功率 | 4 |
所謂有符號(hào)是指，2字節(jié)或者4字節(jié)最高bit為符號(hào)位，例如0xFFFF將被認(rèn)為是-1。保留2位小數(shù)是指將數(shù)據(jù)當(dāng)作整型轉(zhuǎn)化之后，小數(shù)點(diǎn)從最右邊向左移動(dòng)2位。
我們按照設(shè)備作為客戶端的方式進(jìn)行配置。
使用SocketDlgTest，在本地計(jì)算機(jī)1883端口監(jiān)聽(tīng)一個(gè)TCP服務(wù)器。
使用ZLVircom對(duì)設(shè)備進(jìn)行配置。
點(diǎn)擊修改配置，可以讓設(shè)備連接上SocketDlgTest工具。再次進(jìn)入設(shè)備編輯對(duì)話框。點(diǎn)擊“固件和配置”按鈕。
首先點(diǎn)擊“網(wǎng)頁(yè)目錄下載”進(jìn)入配置下載模式。然后選擇一個(gè)新的空目錄，比如MQTTHTTPD目錄。防止之前的設(shè)計(jì)有殘留，請(qǐng)先點(diǎn)擊“清除全部”按鈕，這樣可以清空之前的設(shè)計(jì)內(nèi)容。設(shè)計(jì)文件將會(huì)保存在這個(gè)目錄，等一下可以通過(guò)點(diǎn)擊“下載”按鈕下載到設(shè)備內(nèi)部。
點(diǎn)擊“JSON配置”按鈕。
這里的參數(shù)說(shuō)明如下：
1.上發(fā)服務(wù)器時(shí)間：默認(rèn)JSON數(shù)據(jù)每隔多少時(shí)間上發(fā)到服務(wù)器，服務(wù)器就是剛剛在設(shè)備配置界面設(shè)置的目的IP，單位是毫秒。
2.是否上發(fā)設(shè)備ID：如果選擇1則會(huì)在每次上發(fā)的JSON數(shù)據(jù)中包含有設(shè)備的ID，設(shè)備ID就是在設(shè)備編輯界面左上角看到的設(shè)備的MAC地址。
3.ID的JSON關(guān)鍵詞是自己命名的ID對(duì)應(yīng)的的JSON關(guān)鍵詞，這里寫(xiě)MyID，最長(zhǎng)為32字節(jié)。這樣以后JSON格式中會(huì)增加”MyID”:”2850002F0EEC”的內(nèi)容。這類(lèi)似于注冊(cè)包，有利于服務(wù)器識(shí)別是哪一臺(tái)設(shè)備發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)。
4.添加/查看：點(diǎn)擊后可以進(jìn)行Modbus寄存器的設(shè)計(jì)，也可以查看目前已經(jīng)內(nèi)容。
5.刪除全部：刪除由“添加/查看”按鈕設(shè)計(jì)的所有的Modbus寄存器，方便重新開(kāi)始設(shè)計(jì)。
6.保存JSON設(shè)置：設(shè)計(jì)完成后只有點(diǎn)擊這個(gè)按鈕才可以保存數(shù)據(jù)到剛才的下載目錄，之后可以下載到設(shè)備內(nèi)部。
現(xiàn)在點(diǎn)擊“添加/查看”按鈕。對(duì)于之前的Modbus表的第一行：
| 寄存器地址 | 參數(shù)名 | 字節(jié)長(zhǎng)度 | 備注 |
| 0 | 當(dāng)前總有功電能 | 4 | 無(wú)符號(hào)，保留2位小數(shù) |
對(duì)應(yīng)的配置如下：
這里的參數(shù)說(shuō)明如下：
1.第1個(gè)寄存器：這里的1，表示現(xiàn)在的設(shè)計(jì)界面是配置第一個(gè)寄存器。
2.已經(jīng)添加過(guò)：如果打勾說(shuō)明是已經(jīng)添加的，查看已經(jīng)配置的信息的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)打勾的情況。
3.從站地址：Modbus的表地址。
4.Modbus功能碼：目前支持03和04功能碼。
5.寄存器地址：這里對(duì)應(yīng)的0。
6.數(shù)據(jù)長(zhǎng)度：這里對(duì)應(yīng)是4字節(jié)。
7.數(shù)據(jù)格式：這里對(duì)應(yīng)是無(wú)符號(hào)整型。
8.保留小數(shù)點(diǎn)：這里保留2位。
9.串口輪詢時(shí)間：這里設(shè)為100ms。是指這個(gè)寄存器和下個(gè)寄存器的輪詢的間隔，而不是這條指令的輪詢間隔。
10.對(duì)應(yīng)的JSON關(guān)鍵詞：對(duì)應(yīng)上發(fā)的JSON中的keyword。例如”CurrentW”:232.12。
11.設(shè)計(jì)下一個(gè)：點(diǎn)擊后進(jìn)入下一個(gè)寄存器的設(shè)置。
12.保存設(shè)計(jì)：完成設(shè)計(jì)，之后點(diǎn)擊上一個(gè)界面的“保存JSON配置”即可。
13.取消設(shè)計(jì)：取消當(dāng)前的所有設(shè)計(jì)，如果是查看設(shè)計(jì)內(nèi)容，可以點(diǎn)擊這個(gè)按鈕退出。
這里點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)下一個(gè)”按鈕繼續(xù)設(shè)計(jì)Modbus表中的其它寄存器。全部設(shè)計(jì)完表格中的寄存器后，點(diǎn)擊“完成設(shè)計(jì)”，然后點(diǎn)擊“保存JSON配置”后退出。然后點(diǎn)擊“下載web”頁(yè)面的“下載按鈕”
然后點(diǎn)擊“確定”，設(shè)備會(huì)自動(dòng)重啟。如果沒(méi)有重啟請(qǐng)手動(dòng)重啟。
這里使用Modbus Slave來(lái)模擬一個(gè)表
測(cè)試結(jié)果顯示，使用Modbus slave工具模擬的儀表能夠被網(wǎng)關(guān)所采集。同時(shí)可以定時(shí)，按照json格式上發(fā)到SocketDlgTest模擬的服務(wù)器軟件端。
MQTT可以單獨(dú)使用也可以和JSON功能配合使用。當(dāng)單獨(dú)使用的時(shí)候MQTT功能將串口數(shù)據(jù)透?jìng)魃习l(fā)MQTT服務(wù)器。也就是將串口接收的數(shù)據(jù)作為MQTT的載荷。同時(shí)MQTT的載荷會(huì)以透?jìng)鞯姆绞綇拇谳敵?。?shí)現(xiàn)串口轉(zhuǎn)MQTT。
點(diǎn)擊“固件與配置”，彈出配置下載和設(shè)計(jì)對(duì)話框：
這里選擇“網(wǎng)頁(yè)目錄下載”，然后選擇一個(gè)空的目錄，比如MQTTHTTPD目錄，然后先點(diǎn)擊“清除全部”清除之前的設(shè)計(jì)（注意如果之前按有JSON設(shè)計(jì)的，則不要清除全部，否則會(huì)清除之前的JSON設(shè)計(jì)）。然后點(diǎn)擊MQTT配置。
這里配置說(shuō)明如下：
1.服務(wù)器域名或IP：這里填寫(xiě)的是MQTT服務(wù)器的IP，最長(zhǎng)為30個(gè)字符。
2.用戶名：是MQTT服務(wù)器的用戶名。
3.密碼：是這個(gè)用戶的登錄密碼。
4.客戶端ID：是MQTT的client ID。
5.訂閱主題：是這個(gè)設(shè)備訂閱的主題，有其它設(shè)備發(fā)布這個(gè)主題的時(shí)候，服務(wù)器會(huì)下發(fā)給這個(gè)設(shè)備。如果只是發(fā)布，一般無(wú)需填寫(xiě)這個(gè)字段。
6.發(fā)布主題：這個(gè)設(shè)備串口轉(zhuǎn)MQTT的時(shí)候向服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)的主題。
7.MQTT高級(jí)參數(shù)：用于配置高級(jí)參數(shù)。
8.保存MQTT設(shè)置：設(shè)計(jì)完畢點(diǎn)擊這個(gè)按鈕進(jìn)行保存，然后點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)下載目錄的“下載按鈕”下載。
現(xiàn)在先點(diǎn)擊“MQTT高級(jí)參數(shù)”（一般無(wú)需配置高級(jí)參數(shù)）：
說(shuō)明如下：
1.協(xié)議版本：目前主流的是3.1.1版本，如果需要選擇3.1版本，請(qǐng)?jiān)谶@里選擇。
2.?；顣r(shí)間：MQTT的心跳時(shí)間，最少為10秒，默認(rèn)為60秒。
3.服務(wù)器清除訂閱：客戶端斷線后服務(wù)器是否清除訂閱信息。
4.是否啟用遺愿：是否有遺愿。
5.遺愿主題：遺愿主題。
6.遺愿信息：遺愿的信息。
7.是否保存遺愿：服務(wù)器是否需要保持客戶端異常離線時(shí)發(fā)送給客戶端的遺愿消息。
8.遺愿質(zhì)量：服務(wù)器發(fā)送的遺愿消息的交付質(zhì)量級(jí)別。
9.訂閱質(zhì)量：訂閱的交付質(zhì)量級(jí)別。
10.發(fā)布質(zhì)量：客戶端發(fā)布消息的交付質(zhì)量級(jí)別。
11.是否保存發(fā)布：服務(wù)器是否保持最后一條消息（如果有新的客戶端訂閱則發(fā)送給客戶端）。
我們這里不修改高級(jí)參數(shù)。直接點(diǎn)擊“保存MQTT設(shè)置”。然后點(diǎn)擊“下載”
下載完畢點(diǎn)擊確定，此時(shí)會(huì)回到設(shè)備管理對(duì)話框，看到設(shè)備的目的IP、工作模式、目的端口已經(jīng)自動(dòng)修改為MQTT的設(shè)置：
如果沒(méi)有自動(dòng)修改則需要在設(shè)備編輯對(duì)話框下，設(shè)置目的IP、工作模式、目的端口。然后點(diǎn)擊“修改設(shè)置”。
這樣配置就完成了。
連接完成后設(shè)備的LINK燈（一般為中間的藍(lán)色燈）變亮。說(shuō)明設(shè)備正常連接上MQTT服務(wù)器。
現(xiàn)在打開(kāi)串口工具：
使用和設(shè)備一樣的波特率打開(kāi)串口，并發(fā)送數(shù)據(jù)“dev send”，此后在接收窗口看到返回的數(shù)據(jù)“dev send”。這是由于我們將dev send這個(gè)信息以zlansub的主題發(fā)布給MQTT服務(wù)器。但是同時(shí)我們的設(shè)備也訂閱了zlansub這個(gè)主題，所以服務(wù)器立刻會(huì)給我們發(fā)送一個(gè)訂閱信息，訂閱信息的內(nèi)容就是dev send。這個(gè)信息作為MQTT的載荷發(fā)送下載，通過(guò)透?jìng)鞯姆绞綇拇谳敵觥?/p>
如果其它設(shè)備發(fā)布信息過(guò)來(lái)，這個(gè)設(shè)備也能夠收到數(shù)據(jù)。
一般來(lái)說(shuō)，用戶可以直接將串口指令（比如Modbus RTU）指令直接透?jìng)鹘oMQTT服務(wù)器。另外也可以使用JSON功能，采用自動(dòng)Modbus RTU格式采集，定時(shí)JSON格式上發(fā)的形式。另外也可以找上海卓嵐定制一些非標(biāo)的儀表和上位機(jī)協(xié)議格式。
將上述的JSON和MQTT相組合可以實(shí)現(xiàn)如下的功能：
1.采用MQTT為基礎(chǔ)的協(xié)議和服務(wù)器建立連接，采用訂閱發(fā)布的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
2.支持Modbus RTU寄存器的自主設(shè)計(jì)和自動(dòng)采集。
3.支持將特定的Modbus寄存器內(nèi)容轉(zhuǎn)化為JSON格式定時(shí)主動(dòng)上發(fā)。
4.支持在JSON格式中加入設(shè)備ID，方便云端識(shí)別設(shè)備。
如果需要MQTT+JSON轉(zhuǎn)Modbus RTU功能的，可以分別設(shè)計(jì)MQTT和JSON，不分先后次序。設(shè)計(jì)完一種不要點(diǎn)擊“清除設(shè)計(jì)”按鈕，兩個(gè)設(shè)計(jì)完，一起點(diǎn)擊“下載”按鈕下載到設(shè)備內(nèi)容。
一般可以下載后手動(dòng)重啟設(shè)備，加載設(shè)置。
