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

作者：時間：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://www.butianyuan.cn/article/202405/458581.htm

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

一、系統(tǒng)概述

基于米爾-全志 T527設計一個簡易的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關，該網(wǎng)關能夠管理多臺MQTT設備，通過MQTT協(xié)議對設備進行讀寫操作，同時提供HTTP接口，允許用戶通過HTTP協(xié)議與網(wǎng)關進行交互，并對設備進行讀寫操作。

二、系統(tǒng)架構

1.網(wǎng)關服務：基于FastAPI框架構建的Web服務，提供HTTP接口。

2.MQTT客戶端：負責與MQTT設備通信，管理設備連接、消息發(fā)布和訂閱。

3.設備管理：維護一個設備列表，記錄設備的基本信息和狀態(tài)。

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

三、組件設計

1.MQTT組件：

● 負責與MQTT broker建立連接。

● 訂閱設備主題，接收設備發(fā)送的消息。

● 發(fā)布消息到設備，實現(xiàn)遠程控制。

2.設備管理組件：

● 維護一個設備列表，記錄設備的唯一標識符（如設備ID）、MQTT主題、連接狀態(tài)等信息。

● 提供設備增刪改查的方法。

3.HTTP組件：

● 基于FastAPI定義HTTP接口。

● 接收用戶請求，調用MQTT組件和設備管理組件進行相應操作。

● 返回操作結果給用戶。

四、接口設計

1.設備列表：

● GET /devices：返回所有設備的列表。

● POST /devices：添加新設備到網(wǎng)關。

● DELETE /devices/{device_id}：從網(wǎng)關中刪除指定設備。

2.設備詳情：

● GET /devices/{device_id}：返回指定設備的詳細信息。

3.設備數(shù)據(jù)：

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

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

4.設備控制：

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

五、數(shù)據(jù)結構設計

1.設備信息：

● 設備ID (device_id)：唯一標識設備的字符串。

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

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

● 其他設備屬性（如名稱、描述等）。

2.設備數(shù)據(jù)：

● 設備ID (device_id)：關聯(lián)設備信息的設備ID。

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

● 數(shù)據(jù)內容 (data)：設備發(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。

● 實現(xiàn)用戶認證和授權機制，確保只有授權用戶可以訪問和操作設備。

● 對于敏感操作（如刪除設備），要求用戶進行二次確認或提供額外的安全措施。

七、部署與擴展

● 使用Docker容器化部署網(wǎng)關服務，便于管理和擴展。

● 根據(jù)需要，可以水平擴展網(wǎng)關實例以處理更多的設備連接和請求。

八、實現(xiàn)步驟

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

2.創(chuàng)建FastAPI應用并定義路由。

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

4.實現(xiàn)設備管理組件，維護設備列表并提供增刪改查的方法。

5.實現(xiàn)HTTP組件，調用MQTT組件和設備管理組件處理用戶請求。

6.編寫測試代碼，驗證網(wǎng)關的各項功能是否正常工作。

7.部署網(wǎng)關服務并監(jiān)控其運行狀態(tài)。

該設計方案僅僅是概述，具體實現(xiàn)細節(jié)可能需要根據(jù)實際需求和項目環(huán)境進行調整和優(yōu)化。在實際開發(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。基于上述設計方案，以下是一個簡化版的參考代碼，展示了如何使用FastAPI和paho-mqtt庫來創(chuàng)建一個物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關。需要注意，示例中不包含完整的錯誤處理、用戶認證和授權機制，這些在實際生產環(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)關模擬代碼gateway.py：

運行網(wǎng)關代碼，打開網(wǎng)頁得到api接口：