MQTT網(wǎng)關(guān)的使用方法

發(fā)布時(shí)間：2019-08-27 作者：上海卓嵐 瀏覽量：12685

MQTT是一種發(fā)布（publish）/訂閱(subscribe)協(xié)議，MQTT協(xié)議采用發(fā)布/訂閱模式，所有的物聯(lián)網(wǎng)終端都通過TCP連接到云端，云端通過主題的方式管理各個(gè)設(shè)備關(guān)注的通訊內(nèi)容，負(fù)責(zé)將設(shè)備與設(shè)備之間消息的轉(zhuǎn)發(fā)。MQTT 協(xié)議解決了物聯(lián)網(wǎng)中一個(gè)最基礎(chǔ)的問題：設(shè)備和設(shè)備之間、設(shè)備和云端服務(wù)之間是如何進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的。

MQTT網(wǎng)關(guān)起到將普通的串口數(shù)據(jù)、Modbus RTU數(shù)據(jù)等轉(zhuǎn)化為MQTT協(xié)議的作用，通過連接服務(wù)器、訂閱和發(fā)布主題來實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)備和MQTT云端的聯(lián)系。例如，筆記本和手機(jī)都向MQTT服務(wù)器訂閱了消息主題為溫度的消息，當(dāng)MQTT網(wǎng)關(guān)向這個(gè)服務(wù)器發(fā)布溫度傳感器的消息（當(dāng)前溫度為21℃），筆記本和手機(jī)都會(huì)收到發(fā)布的溫度。卓嵐的MQTT產(chǎn)品可以充當(dāng)本地設(shè)備和MQTT云服務(wù)器之間的橋梁。

除了數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)通過模擬量和數(shù)字量對(duì)外接口外，其它MQTT網(wǎng)關(guān)都采用串口（RS485、RS232、RS422、TTL）來和設(shè)備對(duì)接。支持MQTT云平臺(tái)有百度云、阿里云等。

1.自動(dòng)采集：溫度傳感器采用的Modbus RTU協(xié)議需要每隔一段時(shí)間去詢問設(shè)備，獲得當(dāng)前溫度。但MQTT協(xié)議屬于有消息就發(fā)布的機(jī)制MQTT服務(wù)器無法擔(dān)任這個(gè)任務(wù)，必須讓MQTT網(wǎng)關(guān)自動(dòng)查詢溫度傳感器，并將獲得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，并定時(shí)上發(fā)服務(wù)器。卓嵐MQTT網(wǎng)關(guān)可配置Modbus輪詢指令或者非標(biāo)準(zhǔn)的串口設(shè)備指令。

2.格式轉(zhuǎn)化：設(shè)備端采用的是十六進(jìn)制指令，比如01 03 02 12 34 b5 33的數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)對(duì)于云端比較難統(tǒng)一和識(shí)別。卓嵐MQTT網(wǎng)關(guān)支持將Modbus RTU數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為JSON格式后上發(fā)，比如以上十六進(jìn)制數(shù)據(jù)變?yōu)椋簕“power”:”1234”}這種格式。

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，用戶自主配置無需定制。

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)透傳上發(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)以透傳的方式從串口輸出。實(shí)現(xiàn)串口轉(zhuǎn)MQTT。

首先搜索到設(shè)備，然后點(diǎn)擊編輯設(shè)備：

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。

這里配置說明如下：
1.服務(wù)器域名或IP：這里填寫的是MQTT服務(wù)器的IP，最長為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，一般無需填寫這個(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)”（一般無需配置高級(jí)參數(shù)）：

說明如下：
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.保活時(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。有的情況下需要設(shè)置為0，防止重傳引起斷線。
10.發(fā)布質(zhì)量：客戶端發(fā)布消息的交付質(zhì)量級(jí)別。有的情況下需要設(shè)置為0，防止重傳引起斷線。
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。說明設(shè)備正常連接上MQTT服務(wù)器。

現(xiàn)在打開串口工具：

使用和設(shè)備一樣的波特率打開串口，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，通過透傳的方式從串口輸出。

如果其它設(shè)備發(fā)布信息過來，這個(gè)設(shè)備也能夠收到數(shù)據(jù)。

一般來說，用戶可以直接將串口指令（比如Modbus RTU）指令直接透傳給MQTT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。

如果需要實(shí)現(xiàn)JSON格式嵌套在MQTT中，那么需要在ZLVircom的“網(wǎng)頁/程序下載工具”對(duì)話框中點(diǎn)擊“JSON配置”按鈕（就在MQTT配置按鈕旁邊）。配置的方法參考JSON相關(guān)配置文檔。

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。但是封裝的是JSON格式數(shù)據(jù)。
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。