Air780E|移动|OneNET|AT命令|物联网|三元组|鉴权|算法|密钥生成|（5）-OneNET(中国移动物联网开放平台)手动接入步骤

基础资料

基于Air780E开发板：Air780E文档中心

简介：AT开发

探讨重点

本系列主要探讨MQTT手动接入OneNET(中国移动物联网开放平台)的基本操作及手动鉴权步骤、信息订阅及发布的基本原理。

参考阅读：物联网模组AT命令接入云平台（1）-MQTT基本原理及步骤

实现功能

MQTT手动接入OneNET(中国移动物联网开放平台)的基本操作及手动鉴权。

硬件准备

Air780E开发板1块，SIM卡1张。

软件版本

Revision: AirM2M_780E_V1108_LTE_AT

任意串口调试工具（本文使用llcom1.1.1.9，波特率9600）

一、创建产品

1.1在onenet上创建产品

https://open.iot.10086.cn/

产品名称、所属省市、产品类别根据自己需求填写，物模型没有要求可以选择标准物模型

节点类型选择直连设备、接入协议选择MQTT、数据协议固定为OneJson、联网方式选择蜂窝

1.2创建设备

填入设备名，选择产品，这里我使用的是模块的IMEI或IMSI来做设备名称

1. 查看onenet接入协议

MQTT设备连接_开发者文档_OneNET (10086.cn))

可以看到，登入onenet时，mqtt的clientID、username和password都有指定

clientId即为刚才创建的设备名称

username为创建的产品ID

password是需要经过加密计算得来的鉴权token

二、设备安全认证

1. 鉴权参数

设备鉴权参数（鉴权三元组）如下：

参数	描述
ProductId	产品ID，平台生成唯一ID
DeviceName	设备名称
Token	鉴权token

2. Token算法

Token由多个参数构成，如下表：

名称	类型	是否必须	参数说明	参数示例
version	string	是	参数组版本号，日期格式，目前仅支持"2018-10-31"	2018-10-31
res	string	是	访问资源 resource格式为：products/{产品id}/devices/{设备名字}	'products/ft6uTZ****/devices/4600112503*****'
et	int	是	访问过期时间 expirationTime，单位秒，unix时间当一次访问参数中的et时间小于当前时间时，平台会认为访问参数过期从而拒绝该访问	'1670846247510'表示：北京时间 2022-12-12 19:57:27
method	string	是	签名方法 signatureMethod支持hmacmd5、hmacsha1、hmacsha256	sha1（代表使用hmacsha1算法）
sign	string	是	签名结果字符串signature	sign_Device：ah4jKmujuN11+Edt7*****==sign_Product：lwsm/g+PrJZz/WbpP*****==

3、sign算法

参数sign的生成算法为：

sign = base64(hmac_(base64decode(key), utf-8(StringForSignature)))

其中： Key为OneNET为资源分配的访问密钥(产品级、设备级均可)，其作为签名算法参数之一参与签名计算，为保证访问安全，请妥善保管 Key参与计算前应先进行base64decode操作 用于计算签名的字符串 StringForSignature的组成顺序按照参数名称进行字符串排序，以'\n'作为参数分隔，当前版本中按照如下顺序进行排序：et、method、res、version StringForSignature组成示例如下：

StringForSignature = et + '\n' + method + '\n' + res+ '\n' + version

注意：每个参数均为key=value格式组成，但是仅参数中的value参与计算签名的字符串 StringForSignature的组成。

示例：'1670846247510\nmd5\nproducts/ft6uTZ****/devices/4600112503*****

2018-10-31'

用于计算签名的字符串StringForSignature为（按照et、method、res、version的顺序）

计算出sign后，将每个参数均采用key=value的形式表示，并用'&'作为分隔符，

示例如下：

'version=2018-10-31&res=products%2Fft6uTZ****%2Fdevices%2F4600112503*****&et=1670846247510&method=md5&sign=ah4jKmujuN11%2BEdt7*****%3D%3D'

4、参数编码

Token中key=value的形式的value部分需要经过URL编码，可使用quote或urlencode。需要进行编码的特殊符号如下

序号	特殊符号	URL编码
1	+	%2B
2	空格	%20
3	/	%2F
4	?	%3F
5	%	%25
6	#	%23
7	&	%26
8	=	%3D

编码后，上例中实际传输Token为：

version=2018-10-31&res=products%2F123123%2Fdevices%2Fche1&et=1537255523&method=sha1&sign=ZjA1NzZlMmMxYzIOTg3MjBzNjYTI2MjA4Yw%3D

5、Token生成

需要注意：官方文档中的Python算法示例有误，需修改后使用，注意对照文档方法自行甄别。

详见：OneNET - 中国移动物联网开放平台

基本步骤思路：将平台生成的ProductKey或DeviceKey重新编码为base64格式，按文档规则生成StringForSignature，之后就行选定算法的计算，得到sign。最后生成MQTT的AT+MCONFIG连接配置。

Python版Token算法实现：

import time
import hmac
import hashlib
import base64
from urllib.parse import urlencode

def hmac_sha256(key, value):
 """
 hmacsha256加密
 return:加密结果转成16进制字符串形式
 """
 message = value.encode('utf-8')  # 加密内容
 sign_b=hmac.new(key, message, digestmod=hashlib.sha256)
 sign = base64.b64encode(sign_b.digest()).decode('UTF-8')
 return sign

def hmac_sha1(key, value):
 """
 hmacsha1加密
 return:加密结果转成16进制字符串形式
 """
 message = value.encode('utf-8')  # 加密内容
 sign_b=hmac.new(key, message, digestmod=hashlib.sha1)
 sign = base64.b64encode(sign_b.digest()).decode('UTF-8')
 return sign

def hmac_md5(key,value):

 message = value.encode('utf-8')
 sign_b=hmac.new(key, message, digestmod=hashlib.md5).digest()
 sign_t = base64.b64encode(sign_b)
 sign=sign_t.decode('UTF-8')
 return sign



#1、时间戳生成及基本注册数据

et=str(int(time.time()*1000)+60*60) #60*60有效时间3600s，可按需延长
version = "2018-10-31"
ProductId = "ft6uTZ****"
ProductKey=base64.b64decode("YRHzukQHuV0md3djYjiwT0zWQqB1m5qxRENkB*****=")
DeviceName = "4600112503*****"
DeviceKey =base64.b64decode("XKY7QG/xOJRjEbySZkYTdOjXnxJukxf2ObHoi/*****=")
sm1 = "sha1"  #加密方式选择，不参与计算
sm5 = "md5"
sm6 = "sha256"

#2、res及StringForSignature组成

res = "products"+"/"+ProductId+"/"+"devices"+"/"+DeviceName
StringForSignature =str(et) + "\n" + sm5+ "\n" + res+ "\n" + version

#3、sign鉴权计算
sign_Product=hmac_md5(ProductKey, StringForSignature)
sign_Device=hmac_md5(DeviceKey, StringForSignature)


#4、 token参数拼接

token_Product=urlencode([('version',version),('res',res),('et',et),('method',sm5),('sign',sign_Product)]) 
token_Device=urlencode([('version',version),('res',res),('et',et),('method',sm5),('sign',sign_Device)])


#5、MQTT的AT+MCONFIG连接配置生成

print('AT+MCONFIG="'+DeviceName+'","'+ProductId+'","'+token_Product+'"')
print('AT+MCONFIG="'+DeviceName+'","'+ProductId+'","'+token_Device+'"')

6. Token生成工具

为便于开发者开发，平台提供Token生成工具（点击下载）

• 打开生成工具 token.exe

填写对应参数，点击generate

• 生成Token如下：

三、连接onenet

3.1 MQTT直连onenet

初始化步骤参考阅读：

物联网模组AT命令接入云平台（1）-MQTT基本原理及步骤

采用产品级：
← AT+MCONFIG="4600112503*****","ft6uTZ****","version=2018-10-31&res=products%2Fft6uTZ****%2Fdevices%2F4600112503*****&et=1670846247510&method=md5&sign=lwsm%2Fg%2BPrJZz%2FWbpP*****%3D%3D"
或者采用设备级参数：
← AT+MCONFIG="4600112503*****","ft6uTZ****","version=2018-10-31&res=products%2Fft6uTZ****%2Fdevices%2F4600112503*****&et=1670846247510&method=md5&sign=ah4jKmujuN11%2BEdt7*****%3D%3D"
← AT+MIPSTART="studio-mqtt.heclouds.com",1883
→ AT+MIPSTART="studio-mqtt.heclouds.com",1883
OK
→ 
CONNECT OK
← AT+MCONNECT=1,120
→ AT+MCONNECT=1,120
OK
→ 
CONNACK OK

可以从平台上看到设备已经在线了

3.2 发布与订阅消息

onenet studio有固定的通信TOPIC，可以到官网查看，这里演示下设备属性上报与响应的主题

通信主题_开发者文档_OneNET (10086.cn)

订阅
[2022/12/12 19:45:16.9790] ← AT+MSUB="$sys/ft6uTZ****/4600112503*****/thing/property/post/reply",0
[2022/12/12 19:45:17.0845] → AT+MSUB="$sys/ft6uTZ****/4600112503*****/thing/property/post/reply",0OK
[2022/12/12 19:45:17.2683] → SUBACK

发布

向设备上报属性的主题发布消息，消息携带设备的属性，不同的产品具有不同的属性，可以在设备物模型处查看

例如：在文章开始创建的产品具有如下图所示的属性

温度、湿度和地理位置

[2022/12/12 19:45:21.7628] ← AT+MPUB="$sys/ft6uTZ****/4600112503*****/thing/property/post",0,0,"{\22id\22:\22125\22,\22params\22:{\22CurrentTemperature\22:{\22value\22:-25.0}}}"
[2022/12/12 19:45:21.8729] → AT+MPUB="$sys/ft6uTZ****/4600112503*****/thing/property/post",0,0,"{\22id\22:\22125\22,\22params\22:{\22CurrentTemperature\22:{\22value\22:-25.0}}}"OK
[2022/12/12 19:45:22.4680] → +MSUB: "$sys/ft6uTZ****/4600112503*****/thing/property/post/reply",39 byte,{"id":"125","code":200,"msg":"success"}

可以看到平台已经有数据更