描述

這項(xiàng)作業(yè)是為“羅馬第一大學(xué)”的“物聯(lián)網(wǎng)”課程完成的。但是，當(dāng)然，經(jīng)過(guò)多次更新，代碼、使用的技術(shù)以及用戶體驗(yàn)都發(fā)生了很大的變化和增加。這只是您將在我的 Github 上找到的最終項(xiàng)目的第一次嘗試。

結(jié)構(gòu)概述

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這里的組件：

• 5個(gè)虛擬傳感器，實(shí)現(xiàn)為簡(jiǎn)單的nodejs程序，使用MQTT協(xié)議與谷歌云平臺(tái)交換遙測(cè)值；
• 谷歌云平臺(tái)，提供Cloud IoT 核心和Pub/Sub API，用于管理連接、設(shè)備以及與 Web 應(yīng)用程序交換的消息；
• 使用nodejs + express和一些其他相關(guān)框架構(gòu)建的 web 應(yīng)用程序；
• 用于存儲(chǔ)的Mongodb NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)；

注意：我的 G ithub上提供的代碼用于我的個(gè)人 google 帳戶上的憑據(jù)。我沒(méi)有上傳密鑰，如果你想運(yùn)行它，你需要自己設(shè)置。

MQTT 簡(jiǎn)介

MQTT（消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸）是一種開(kāi)放的OASIS和ISO 標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 20922) 輕量級(jí)的發(fā)布-訂閱網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，用于在設(shè)備之間傳輸消息。該協(xié)議通常運(yùn)行在 TCP/IP 之上；但是，任何提供有序、無(wú)損、雙向連接的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都可以支持 MQTT。它專為與需要“小代碼足跡”或網(wǎng)絡(luò)帶寬有限的遠(yuǎn)程位置的連接而設(shè)計(jì)。

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代理充當(dāng)郵局，MQTT 不使用預(yù)期收件人的地址，而是使用名為“主題”的主題行，任何想要該消息副本的人都將訂閱該主題。多個(gè)客戶端可以從單個(gè)代理接收消息（一對(duì)多功能）。同樣，多個(gè)發(fā)布者可以將主題發(fā)布給單個(gè)訂閱者（多對(duì)一）。

請(qǐng)注意，在這種情況下，我們將使用多個(gè)發(fā)布設(shè)備，但只有一個(gè)訂閱者，或者至少只有一個(gè)保存消息的訂閱者，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)通過(guò) Web 儀表板連接到代理。

云平臺(tái)設(shè)置

任何工程師都知道，谷歌提供的谷歌云平臺(tái)是市場(chǎng)上最強(qiáng)大的云計(jì)算服務(wù)套件之一。在這個(gè)項(xiàng)目中，它被用作基于云的后端來(lái)控制 MQTT，并實(shí)現(xiàn) Publish/Subscribe 消息傳遞模式。

設(shè)置非常簡(jiǎn)單，需要以下步驟：

• 訪問(wèn)谷歌云平臺(tái)，選擇物聯(lián)網(wǎng)核心API；
• 創(chuàng)建一個(gè)寄存器和 5 個(gè)不同的設(shè)備（帶有相應(yīng)的鍵），每個(gè)傳感器一個(gè)：溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)強(qiáng)、雨高；

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• 使用 Pub/Sub API 向注冊(cè)者添加主題和訂閱；

一些有用的設(shè)置鏈接是：

• https://cloud.google.com/iot/docs/quickstart?authuser=1
• https://cloud.google.com/iot/docs/how-tos/devices?authuser=1

注意：拉取操作將需要身份驗(yàn)證，請(qǐng)確保創(chuàng)建服務(wù)帳戶密鑰，如以下鏈接中所述簡(jiǎn)單說(shuō)明https://cloud.google.com/docs/authentication/getting-started

傳感器

由于代碼主要基于谷歌文檔提供的代碼，我不會(huì)深入解釋，實(shí)際上它只需要快速設(shè)置和功能上的一些更改。publishAsync()

const direction = getRandomArbitrary(0, 360);
var date = parseInt(Date.now());
const payload = "virtual:"+" "+deviceId+" "+direction+" "+date;

console.log('Publishing message:', payload);
client.publish(mqttTopic, payload, {qos: 1});
publishAsync(mqttTopic, client, iatTime, 1, connectionArgs);

我們已將 Pub/Sub API 設(shè)置為每種遙測(cè)僅接受一個(gè)主題，因此我們需要指定從哪個(gè)設(shè)備發(fā)送消息，如代碼所示。因此，發(fā)布的每條消息都由以下部分組成：

• “虛擬設(shè)備”指示器，為了與下一個(gè)任務(wù)兼容而引入
• deviceId，它告訴設(shè)備發(fā)送的遙測(cè)類型
• 遙測(cè)值
• 日期

假設(shè)我們不想丟失發(fā)送的任何值，我設(shè)置qos: 1, 以允許重傳消息。

最后，要運(yùn)行其中一個(gè)傳感器，您只需更改以下設(shè)置

// SETUP         
const projectId = `your_project_ID`;
const deviceId = `your_device_ID`;
const registryId = `your_register_ID`;
const region = `your_region`;

然后運(yùn)行：

$ node device_name.js

執(zhí)行將導(dǎo)致：

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這里是谷歌云平臺(tái)的鏈接，指的是如何通過(guò) MQTT 網(wǎng)橋發(fā)布：

• https://cloud.google.com/iot/docs/how-tos/mqtt-bridge?authuser=1#downloading_mqtt_server_certificates

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序

該代碼基于類似 MVC 的結(jié)構(gòu)，并使用了不同的技術(shù)使其看起來(lái)更好，但這些與本項(xiàng)目的主要目標(biāo)無(wú)關(guān)，因此我將在結(jié)論中提供一些參考。

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但是，圖片顯示了管理 MQTT 交互的代碼部分。實(shí)際上，該listenForMessages()功能允許應(yīng)用程序從 Google 云中提取消息，然后在將socket.io發(fā)送到主視圖后保存遙測(cè)數(shù)據(jù)。

同樣在這種情況下，要使用該代碼，您只需要更改訂閱設(shè)置并生成一個(gè)config/keys.js文件來(lái)放置貓鼬的 URI。然后你可以運(yùn)行：

$ node app.js

至于其他部分，這里有一個(gè)指向 Google 文檔相應(yīng)部分的鏈接：

• https://cloud.google.com/pubsub/docs/pull

注意：要簡(jiǎn)單地將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 MongoDB 中，您可以通過(guò)以下鏈接在 mLab 中創(chuàng)建一個(gè)帳戶：https ://mlab.com/ 。

結(jié)論

在主頁(yè)上，應(yīng)用程序?qū)@示當(dāng)前值，并在出現(xiàn)新值時(shí)刷新它們。相反，在其他頁(yè)面上，您可以看到舊值。

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