通過物聯(lián)網(wǎng)管理多臺MQTT設(shè)備-基于米爾T527開發(fā)板

作者：時(shí)間：2024-05-10 來源：EEPW

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本篇測評由優(yōu)秀測評者“JerryZhen”提供。

本文引用地址：http://2s4d.com/article/202405/458581.htm

本文將介紹基于米爾電子MYD-LT527開發(fā)板的網(wǎng)關(guān)方案測試。

一、系統(tǒng)概述

基于米爾-全志 T527設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)能夠管理多臺MQTT設(shè)備，通過MQTT協(xié)議對設(shè)備進(jìn)行讀寫操作，同時(shí)提供HTTP接口，允許用戶通過HTTP協(xié)議與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行交互，并對設(shè)備進(jìn)行讀寫操作。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

1.網(wǎng)關(guān)服務(wù)：基于FastAPI框架構(gòu)建的Web服務(wù)，提供HTTP接口。

2.MQTT客戶端：負(fù)責(zé)與MQTT設(shè)備通信，管理設(shè)備連接、消息發(fā)布和訂閱。

3.設(shè)備管理：維護(hù)一個(gè)設(shè)備列表，記錄設(shè)備的基本信息和狀態(tài)。

4.數(shù)據(jù)存儲：使用內(nèi)存或數(shù)據(jù)庫存儲設(shè)備數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)持久化。

三、組件設(shè)計(jì)

1.MQTT組件：

● 負(fù)責(zé)與MQTT broker建立連接。

● 訂閱設(shè)備主題，接收設(shè)備發(fā)送的消息。

● 發(fā)布消息到設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

2.設(shè)備管理組件：

● 維護(hù)一個(gè)設(shè)備列表，記錄設(shè)備的唯一標(biāo)識符（如設(shè)備ID）、MQTT主題、連接狀態(tài)等信息。

● 提供設(shè)備增刪改查的方法。

3.HTTP組件：

● 基于FastAPI定義HTTP接口。

● 接收用戶請求，調(diào)用MQTT組件和設(shè)備管理組件進(jìn)行相應(yīng)操作。

● 返回操作結(jié)果給用戶。

四、接口設(shè)計(jì)

1.設(shè)備列表：

● GET /devices：返回所有設(shè)備的列表。

● POST /devices：添加新設(shè)備到網(wǎng)關(guān)。

● DELETE /devices/{device_id}：從網(wǎng)關(guān)中刪除指定設(shè)備。

2.設(shè)備詳情：

● GET /devices/{device_id}：返回指定設(shè)備的詳細(xì)信息。

3.設(shè)備數(shù)據(jù)：

● GET /devices/{device_id}/data：獲取指定設(shè)備的最新數(shù)據(jù)。

● POST /devices/{device_id}/data：發(fā)送數(shù)據(jù)到指定設(shè)備。

4.設(shè)備控制：

● POST /devices/{device_id}/control：發(fā)送控制命令到指定設(shè)備。

五、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.設(shè)備信息：

● 設(shè)備ID (device_id)：唯一標(biāo)識設(shè)備的字符串。

● MQTT主題 (mqtt_topic)：設(shè)備在MQTT broker上的主題。

● 連接狀態(tài) (connection_status)：表示設(shè)備是否在線的布爾值。

● 其他設(shè)備屬性（如名稱、描述等）。

2.設(shè)備數(shù)據(jù)：

● 設(shè)備ID (device_id)：關(guān)聯(lián)設(shè)備信息的設(shè)備ID。

● 時(shí)間戳 (timestamp)：數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)間。

● 數(shù)據(jù)內(nèi)容 (data)：設(shè)備發(fā)送或接收的具體數(shù)據(jù)，可以是JSON格式或其他格式。

六、安全性考慮

● 使用HTTPS協(xié)議提供安全的HTTP通信。

● 實(shí)現(xiàn)用戶認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制，確保只有授權(quán)用戶可以訪問和操作設(shè)備。

● 對于敏感操作（如刪除設(shè)備），要求用戶進(jìn)行二次確認(rèn)或提供額外的安全措施。

七、部署與擴(kuò)展

● 使用Docker容器化部署網(wǎng)關(guān)服務(wù)，便于管理和擴(kuò)展。

● 根據(jù)需要，可以水平擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)實(shí)例以處理更多的設(shè)備連接和請求。

八、實(shí)現(xiàn)步驟

1.安裝所需的Python庫：fastapi, uvicorn, paho-mqtt等。

2.創(chuàng)建FastAPI應(yīng)用并定義路由。

3.實(shí)現(xiàn)MQTT組件，包括與MQTT broker的連接、訂閱、發(fā)布等功能。

4.實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理組件，維護(hù)設(shè)備列表并提供增刪改查的方法。

5.實(shí)現(xiàn)HTTP組件，調(diào)用MQTT組件和設(shè)備管理組件處理用戶請求。

6.編寫測試代碼，驗(yàn)證網(wǎng)關(guān)的各項(xiàng)功能是否正常工作。

7.部署網(wǎng)關(guān)服務(wù)并監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)。

該設(shè)計(jì)方案僅僅是概述，具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)可能需要根據(jù)實(shí)際需求和項(xiàng)目環(huán)境進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。在實(shí)際開發(fā)中，還需要考慮異常處理、日志記錄、性能優(yōu)化等方面的問題?；谏鲜鲈O(shè)計(jì)方案，以下是一個(gè)簡化版的參考代碼，展示了如何使用FastAPI和paho-mqtt庫來創(chuàng)建一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。需要注意，示例中不包含完整的錯(cuò)誤處理、用戶認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制，這些在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中都是必不可少的。依賴的主要庫版本：

fastapi==0.108.0

paho-mqtt==1.6.1

網(wǎng)關(guān)模擬代碼gateway.py：

運(yùn)行網(wǎng)關(guān)代碼，打開網(wǎng)頁得到api接口：