张竞豪
张竞豪

物联网项目设计（二） MQTT.fx与百度云天工 IOT hub 的连接调试

概要

  • 介绍如何使用MQTT.fx调试工具与百度云天工物联网服务器之间，通过MQTT协议进行通讯。
  • 这部分内容属于服务器端与设备端之间的通讯，MQTT是之后用于手机，服务器，嵌入式物联网设备主要用于通讯的应用层协议，也是MQTT协议的开篇，之后肯定要学习MQTT更多相关的知识
  • 该部分假设读者对MQTT有入门级的了解。如果不了解也可以参看下文中的百度云天工的指南

正文

软件准备

  • 电脑已安装JAVA运行环境，如何安装请自行百度
  • MQTT.fx调试软件，该软件是MQTT主流的调试软件，软件安装方法可参照这篇博客

硬件准备

  • 可联网的电脑一台

操作部分

百度云天工的手册写的非常细致，对MQTT的介绍也很详细。我下面的所有操作都是根据官方指南和他人博客而成的
官方文档
参考博客

访问百度云天工物联网平台首页，官网链接在这注册或登录，进入平台。在左侧选择物接入
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只有开通了计费服务才能进入下一步的配置，关于计费，开发使用的话，有一定的免费额度，平时开发肯定是够用了
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点击创建项目，设备项目分为两种，设备型项目和数据型项目，设备型项目允许创建一个，数据型设备允许创建9个。两者区别在于设备型项目适用于大多数情况，自动配置数据库，可添加话题等等。数据型项目可以使用户完成定制化的服务，当然也更难配置，一般情况下使用设备型项目就可以了。关于两者介绍请看天工官网。
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上图中，输入相关信息即可创建设备型项目。
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然后新建一个物模型，可以看到还有一个物影子，物模型和物影子之间的关系就如C++里面类和实例的关系，物影子就是物模型的实例。物影子是实际的嵌入式设备在云端的映射，代码设置合理的情况下，通过操作云端的物影子就可以操作实际的物联网设备。
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上图是物模型的配置界面，在配置界面中需要添加物模型的属性，这些属性是用来操作物影子的相关功能的。
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配置一个物模型的属性如上图
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物模型创建好之后就可以创建一个物影子物联网项目设计（二） MQTT.fx与百度云天工 IOT hub 的连接调试_第9张图片
创建物影子的时候要设置相应的物模型，这个地方存储配置先不勾选，这个是用来配置是否使用时序数据库的，这个地方暂时用不到。
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每一个物影子都有相应的访问网址和用户名和密码，这个是物联网设备端与云端通讯时必备的信息。必须妥善保存，待会我们也会用到。
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创建好物影子后我们就可以看到，如果想访问物影子或者控制物联网设备的话，我们就需要订阅相关的话题，或者发布相关的话题，上图列出了基本的话题。

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打开mqtt.fx,按照上图进行配置，不过密码什么的要改成自己的，这些信息就是刚刚创建物影子时生成的信息。
物联网项目设计（二） MQTT.fx与百度云天工 IOT hub 的连接调试_第13张图片

创建好后点击Connect，如果界面右侧的绿灯亮起，则说明链接成功，这时候打开云天工，发现对应的物影子上面的灯也亮了，说明使用mqtt.fx链接云天工成功。

物联网项目设计（二） MQTT.fx与百度云天工 IOT hub 的连接调试_第14张图片

如上图，点击subscrib，根据物影子上的信息，我们先订阅两个话题，话题名称如下图所示，需要在物影子里面找
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订阅的话题

  • $baidu/iot/shadow/Smart_light_001/update/accepted
  • $baidu/iot/shadow/Smart_light_001/update/rejected

要发布的话题

  • $baidu/iot/shadow/Smart_light_001/update

Smart_light_001是我创建的物影子，然后我们需要向这个话题发布消息，这个发布动作无论成功与否，刚刚我们订阅的话题中至少有一个会收到反馈消息。

mqtt传输的消息格式采用json格式，在发送的过程中，我们不需要自己写这种格式，只需要查看物影子的模型数据，编辑，给这个物影子的属性一个初始值。然后打开原始数据，就可以找到发送数据的数据格式。
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打开pubilish，向指定话题发布消息物联网项目设计（二） MQTT.fx与百度云天工 IOT hub 的连接调试_第17张图片
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订阅的话题

  • $baidu/iot/shadow/Smart_light_001/update/accepted
    收到了消息，说明发送成功
    物联网项目设计（二） MQTT.fx与百度云天工 IOT hub 的连接调试_第19张图片

接下来在模型数据的地方进行编辑，更改物影子属性的期望值，先不要点确定。然后再MQTT.fx中订阅指定话题。

  • $baidu/iot/shadow/Smart_light_001/delta
    物联网项目设计（二） MQTT.fx与百度云天工 IOT hub 的连接调试_第20张图片
    在物影子属性模型数据处点确定，会发现我们刚刚订阅的话题收到了一条消息。物联网项目设计（二） MQTT.fx与百度云天工 IOT hub 的连接调试_第21张图片
    这就是实现了云端对物联网设备的控制。

至此，我们实现了MQTT.fx和天工云服务器的双向数据传输，这样的方法不仅适用于天工云，还适用于所有使用MQTT的云服务器

总结

这部分内容介绍了如何使用windows端的MQTT.fx与云服务器进行通讯，但这个只能算是调试，最终还是要使用嵌入式设备连接云服务器，预计下一部分要做的工作就是这个，笔者还属于新手，这些东西要慢慢掌握

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