萬物互聯，物聯網是未來的發展趨勢。如何將設備接入物聯網平臺，實現設備之間的通信呢？本文以阿里雲物聯網平臺爲例，使用python開發語言，介紹設備終端接入平臺的通用方法。閱讀本文需要了解MQTT協議、python等相關知識。
阿里雲物理網平臺
阿里雲物理網平臺是近幾年阿里推出的一項功能服務，提供了一站式的設備接入、設備管理、監控運維、數據流轉、數據存儲等服務，數據按照實例維度隔離，可根據業務規模靈活提升規格，具備高可用性、高併發、高性價比的特性，是設備上雲的首選。以上是官方介紹，本文不對其具體功能體驗分析，主要是介紹設備接入方法。
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雲端設置
首先在物理網平臺添加產品和設備，一個產品可對應多個設備，每個產品和設備都有唯一的編號。我們需要知道這些編號，用於終端設備註冊認證使用，設備有兩種認證方式，本文以一機一密認證方式爲例，即使用設備三元組product_key、device_name和device_secret.
設備接入
有了三元組數據之後，我們就可以在終端設備上開發了。
首先下載安裝阿里雲基於python第三方庫paho-mqtt開發的SDK
pip install aliyun-iot-linkkit
然後編寫自己的類或函數調用SDK，下面是通用代碼案例。
# -*- coding: utf-8 -*-
__author__ = "kaspar.s"
__date__ = '2020/6/13 17:02'
# 與 阿里雲iot平臺進行連接
# MQTT協議
import os,sys,configparser
from linkkit import linkkit
from med.logging import *
logger = logging.getLogger(__name__)
# 讀取配置文件
# 注：我是將三元組數據存放在數據庫中，配置文件是要訂閱的話題
cfg = configparser.ConfigParser()
cfg.read('config.ini')
topic_pick = cfg.get('TOPIC','pick')
topic_control = cfg.get('TOPIC','control')
# 連接回調返回
CALLBACK_ON_CONNECT ={
0 : 'Connection successful',
1 : 'Connection refused - incorrect protocol version',
2 : 'Connection refused - invalid client identifier',
3 : 'Connection refused - server unavailable',
4 : 'Connection refused - bad username or password',
5 : 'Connection refused - not authorised',
6 : 'SSL wrong - ca file/data wrong',
7 : 'MQTT parameter wrong',
8 : 'Connect Timeout',
9 : 'network error'
}
# 連接阿里雲iot中心的類
class IOT_platform():
def __init__(self):
try:
# 一機一密
self.lk = linkkit.LinkKit(
host_name=device_info.host_name,
product_key=device_info.ProductKey,
device_name=device_info.DeviceName,
device_secret=device_info.DeviceSecret)
self.lk.on_connect = self._on_connect
self.lk.on_disconnect = self._on_disconnect
# 訂閱結果通過on_subscribe_topic通知用戶
self.lk.on_subscribe_topic = self._on_subscribe_topic
self.lk.on_topic_message = self._on_topic_message
self.lk.on_publish_topic = self._on_publish_topic
self.lk.on_unsubscribe_topic = self._on_unsubscribe_topic
self.lk.on_topic_rrpc_message = self._on_topic_rrpc_message
self.lk.enable_logger(logging.INFO) # 開啓日誌
except:
logger.error(sys._getframe().f_code.co_name + '無效設備')
def _on_connect(self,session_flag, rc, userdata):
logger.info("on_connect:%d,rc:%s" % (session_flag, CALLBACK_ON_CONNECT[rc] ))
if rc != 0 : # 連接失敗
# 進行一些操作
else:
# 連接成功，進行一些操作
def _on_disconnect(self,rc, userdata):
logger.info("on_disconnect:rc:%d" % rc)
def start(self):
# 啓動連接
"""
注：調用該函數之後如果因爲網絡處於連接斷開狀態導致連接失敗，用戶無需再次調用connect_async()、
SDK會再次嘗試連接雲端。
"""
try:
if self.lk.check_state() != self.lk.LinkKitState.CONNECTED:
self.lk.connect_async()
else:
logger.info('Init, already connected to IOT center.')
except Exception as e:
logger.error(e)
"""
從雲端接收消息
"""
def _on_subscribe_topic(self,mid, granted_qos, userdata):
logger.info("on_subscribe_topic mid:%d, granted_qos:%s" %(mid, str(','.join('%s' % it for it in granted_qos))))
# 接收與處理來自雲端的消息
def _on_topic_message(self,topic, payload, qos, userdata):
logger.info("on_topic_message:" + topic + " payload:" + str(payload) + " qos:" + str(qos))
# 這裏是重要的部分，處理來自平臺的消息，根據不同的topic，進行不同的處理
# 處理消息
if topic_pick in topic:
pass
elif topic_control in topic:
pass
else:
pass
def subscribe_topic(self,topic):
if self.lk.check_state() == self.lk.LinkKitState.CONNECTED:
# 訂閱雲端消息
rc, mid = self.lk.subscribe_topic(self.lk.to_full_topic(topic))
"""
發送消息到雲端
"""
def _on_publish_topic(self,mid, userdata):
logger.info("on_publish_topic mid:%d" % mid)
def publish_topic(self,topic,payload):
if self.lk.check_state() == self.lk.LinkKitState.CONNECTED:
rc, mid = self.lk.publish_topic(self.lk.to_full_topic(topic), payload)
"""
取消消息訂閱
"""
def _on_unsubscribe_topic(self,mid, userdata):
logger.info("on_unsubscribe_topic mid:%d" % mid)
pass
def unsubscribe_topic(self,topic):
if self.lk.check_state() != self.lk.LinkKitState.CONNECTED:
rc, mid = self.lk.unsubscribe_topic(self.lk.to_full_topic(topic))
"""
RRPC
"""
def subscribe_rrpc_topic(self,topic):
if self.lk.check_state() == self.lk.LinkKitState.CONNECTED:
# 訂閱雲端rrpc消息
rc, mid = self.lk.subscribe_rrpc_topic(self.lk.to_full_topic(topic)) # "user/test"
def _on_topic_rrpc_message(self,id,topic,payload,qos,userdata):
logger.info("on_topic_rrpc_message:" + topic + " payload:" + str(payload) + " qos:" + str(qos))
pass
之後，我們實例化類並訂閱相關話題，編寫處理話題的函數。注意接收的是bytes類型，需要進行轉換。
g_clent_iot = IOT_platform()
g_clent_iot.start()
time.sleep(1)
g_clent_iot.subscribe_topic(topic_pick)
g_clent_iot.subscribe_topic(topic_control)
# 處理話題的函數
def dealpayload( payload):
# 將bytes 轉換爲 dict
str = str(payload, encoding="utf-8")
payload = eval(str)
注：eval的作用是用來執行一個字符串表達式，並返回表達式的值。
以上，就是基於阿里雲物理網平臺開發終端設備的通用方法。如有不完善地方歡迎指正補充。
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相關參考：
- https://www.aliyun.com/product/iot?spm=5176.12825654.eofdhaal5.21.e9392c4ajEUjR1
- https://help.aliyun.com/document_detail/30522.html?spm=5176.cniot.0.0.3a9211fauWK4P1