用MQTT實現云平臺和邊緣終端之間的雙向通信

一、項目背景

公司和第三方合作開發一個傳感器項目，想要通過電腦或者手機去控制項目現場的傳感器控制情況?，F在的最大問題在于，現場的邊緣終端設備接入的公網方式是無線接入，無法獲取固定IP，所以常規的HTTP協議通信就沒法做，現在打算使用MQTT來實現云平臺和邊緣終端（傳感器）之間的雙向通信。

二、術語定義

2.1云平臺

主要是針對數據、設備等的管理。部署在云端的軟件應用系統，通過與邊緣終端，實現數據獲取或者指令下發。

2.2邊緣終端

位于網絡邊緣的計算機設備，通過網絡與云平臺連接，向下連接解析儀和各類傳感器。

2.3解析儀

數據接受裝置，通過有線/無線模式，連接邊緣終端或通過有線模式接收不同來源的傳感器數據。

2.4傳感器

通過有線/無線模式，連接邊緣終端，傳輸相應的參數或通過有線模式連接解析儀,傳輸相應的參數。

三、網絡結構

四、代碼實現

4.1 服務器實現

首先安裝nodejs和aedes，具體的操作和截圖網上有很多現成的。

新建一個“server.js”

const aedes = require('aedes')();
const aedesServer = require('net').createServer(aedes.handle);
const port = 1883;


aedesServer.listen(port, function () {
    console.log('服務啟動并開始監聽端口：', port)
})


//監聽MQTT服務器端口，當有客戶端連接上時，觸發該回調
aedes.on("client", (client) => {
    console.log("客戶端連接成功:", client.id);
})


//監聽MQTT服務器端口，當有客戶端主動斷開連接或者服務器600s內沒收到某個客戶端的心跳包就會觸發
aedes.on("clientDisconnect", (client) => {
    console.log("客戶端斷開連接:", client.id);
})


//監聽客戶端發布的主題
aedes.on("publish", function (packet, client) {
    //針對不同的客戶端寫不同的邏輯
    if (client) {
        //根據主題不同寫不同的邏輯，建議采用JSON格式傳輸
        console.log("監聽客戶端發過來的消息",packet.topic, packet.payload.toString());
    }
})


//服務器發出的消息
setInterval(() => {
    aedes.publish({
        topic: "serverMsg",
        payload: "服務器發消息",
        qos: 1,
        retain: false,
        dup: false,
        cmd: "publish"
    }, (err) => {
        if (err) {
            console.log("發布失敗");
        }
    });
}, 20000)

4.2客戶端實現

新建一個“client.js”

客戶端只需要使用“mqtt.connect”方法，就可以跟服務端建立長連接。

就目前實際使用的情況看，客戶端偶爾會自動與服務器斷開，并且自動連上，穩定性方面有待驗證。

var mqtt = require('mqtt');


var client = mqtt.connect('mqtt://192.168.70.220:1883',{
    clientId:'nodejs-mqtt-client'
})


client.on('connect',function (){
    console.log('連接上MQTT服務器')
    //需要訂閱服務器主題，不然無法接受消息
    client.subscribe('serverMsg',{
        qos:1
    })
})


//發布客戶端消息
setInterval(()=>{
    client.publish('topic1','hello mqtt client',{
        qos:1
    })
},20000)


client.on('message',function (topic,message){
    console.log('接受服務器消息:','主題：',topic,'消息：',message.toString())
})

4.3 效果呈現

通過兩個定時器，實現了雙向通信。

服務端

客戶端

審核編輯：湯梓紅