天天看點

智能手持測溫槍接入阿裡雲IoT物聯網平台實踐

1.概述

随着新型冠狀病毒疫情發展,社群居家隔離成為有效手段,而體溫排查是社群工作的重中之重!借助IoT物聯網技術可以友善的完成居民體溫實時監控和曆史資料的完整追溯。

2.技術架構方案

基于穩定性,高并發,低延遲時間的考量我們選擇阿裡雲IoT物聯網平台搭建整套系統。首先手持測溫槍通過藍牙連接配接到DTU子產品,DTU子產品以MQTT協定接入物聯網平台。資料上雲後,通過規則引擎流轉服務端訂閱的AMQP消費組,實時推送到我們業務伺服器。管理人員使用手機小程式即可實時看到出入人員的體溫資料。

智能手持測溫槍接入阿裡雲IoT物聯網平台實踐

3.雲端開發

3.1 産品建立

進入物聯網平台控制台,建立産品。

智能手持測溫槍接入阿裡雲IoT物聯網平台實踐

在産品詳情Topic清單,增加用于資料傳輸的Topic,如下:

智能手持測溫槍接入阿裡雲IoT物聯網平台實踐

3.2 注冊裝置

産品定義好後,我們基于這個産品建立一個具體裝置,擷取到裝置身份三元組。

智能手持測溫槍接入阿裡雲IoT物聯網平台實踐

3.3 建立消費組

接下來,我們要在服務端訂閱建立用來接收資料的消費組,檢視下圖:

智能手持測溫槍接入阿裡雲IoT物聯網平台實踐

3.4 配置規則引擎

最後,我們通過規則引,把裝置上報的資料做業務處理後,流轉到我們伺服器的消費組,進而實作企業自己的裝置采集的業務資料到達企業自己的背景伺服器的流轉過程。

智能手持測溫槍接入阿裡雲IoT物聯網平台實踐

4.裝置開發

在完成了雲上控制台的配置工作後,我們要做的就是裝置端業務開發。這裡我們在Mac上用nodejs腳本模拟裝置業務行為,裝置MQTT連接配接,資料上報。

完整代碼如下:

// 引入依賴mqtt庫,或自己實作
const mqtt = require('aliyun-iot-mqtt');
// 裝置身份
var options = {
    productKey: "裝置pk",
    deviceName: "裝置dn",
    deviceSecret: "裝置ds",
    regionId: "cn-shanghai"
};

// 1.建立連接配接
const client = mqtt.getAliyunIotMqttClient(options);

// 2.裝置接收雲端指令資料
client.on('message', function(topic, message) {
    console.log("topic " + topic)
    console.log("message " + message)
})

// 3. 模拟裝置 上報資料(原始封包)
setInterval(function() {
    client.publish(`/${options.productKey}/${options.deviceName}/user/data`, getPostData(),{qos:1});

}, 1000);


// 模拟 裝置原有封包格式
function getPostData() {
    let payload = {
      temperature:Math.floor((Math.random() * 20) + 10)
    };

    console.log("payload=[ " + payload+" ]")
    return JSON.stringify(payload);
}
           

至此,我們完成了裝置端業務開發。

5.服務端開發

服務端我們以Java為例,示範如何接收IoT平台推送過來的裝置上報資料。

5.1 業務伺服器接收IoT資料

參考服務端訂閱AMQP文檔

https://help.aliyun.com/document_detail/143601.html
package com.aliyun.iot;

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import org.apache.qpid.jms.JmsConnection;
import org.apache.qpid.jms.JmsConnectionListener;
import org.apache.qpid.jms.message.JmsInboundMessageDispatch;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import javax.jms.*;
import javax.naming.Context;
import javax.naming.InitialContext;
import java.net.URI;
import java.util.Hashtable;

public class AMQPClient {

    private final static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(AMQPClient.class);
    //消費組配置參數
    private static String accessKey = "阿裡雲賬号ak";
    private static String accessSecret = "阿裡雲賬号as";
    private static String consumerGroupId = "服務端訂閱消費組ID";
    private static String aliUID = "替換你的阿裡雲賬号UID";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        long timeStamp = System.currentTimeMillis();
        //簽名方法
        String signMethod = "hmacsha1";
        //控制台服務端訂閱中消費組狀态頁用戶端ID一欄将顯示clientId參數。
        //建議使用機器UUID、MAC位址、IP等唯一辨別等作為clientId。便于您區分識别不同的用戶端。
        String clientId = "ecs_"+System.currentTimeMillis();

        //UserName組裝
        String userName = clientId + "|authMode=aksign"
                + ",signMethod=" + signMethod
                + ",timestamp=" + timeStamp
                + ",authId=" + accessKey
                + ",consumerGroupId=" + consumerGroupId
                + "|";
        //password組裝
        String signContent = "authId=" + accessKey + "&timestamp=" + timeStamp;
        String password = doSign(signContent,accessSecret, signMethod);
        //按照qpid-jms的規範,組裝連接配接URL。
        String connectionUrl = "failover:(amqps://"+aliUID+".iot-amqp.cn-shanghai.aliyuncs.com:5671?amqp.idleTimeout=80000)"
                + "?failover.reconnectDelay=30";

        Hashtable<String, String> hashtable = new Hashtable<>();
        hashtable.put("connectionfactory.SBCF",connectionUrl);
        hashtable.put("queue.QUEUE", "default");
        hashtable.put(Context.INITIAL_CONTEXT_FACTORY, "org.apache.qpid.jms.jndi.JmsInitialContextFactory");
        Context context = new InitialContext(hashtable);
        ConnectionFactory cf = (ConnectionFactory)context.lookup("SBCF");
        Destination queue = (Destination)context.lookup("QUEUE");
        // 建立和IoT平台的AMQP連接配接
        Connection connection = cf.createConnection(userName, password);
        ((JmsConnection) connection).addConnectionListener(myJmsConnectionListener);
        // 建立 Session
        // Session.CLIENT_ACKNOWLEDGE: 收到消息後,需要手動調用message.acknowledge()
        // Session.AUTO_ACKNOWLEDGE: SDK自動ACK(推薦)
        Session session = connection.createSession(false, Session.AUTO_ACKNOWLEDGE);
        connection.start();
        // 建立消費者
        MessageConsumer consumer = session.createConsumer(queue);
        consumer.setMessageListener(messageListener);
    }

    private static MessageListener messageListener = new MessageListener() {
        @Override
        public void onMessage(Message message) {
            try {
                byte[] body = message.getBody(byte[].class);
                String content = new String(body);
                String topic = message.getStringProperty("topic");
                String messageId = message.getStringProperty("messageId");
                logger.info("receive message"
                        + ", topic = " + topic
                        + ", messageId = " + messageId
                        + ", content = " + content);
                System.out.println();
                //如果建立Session選擇的是Session.CLIENT_ACKNOWLEDGE,這裡需要手動ACK。
                //message.acknowledge();
                //如果要對收到的消息做耗時的處理,請異步處理,確定這裡不要有耗時邏輯。
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    };

    private static JmsConnectionListener myJmsConnectionListener = new JmsConnectionListener() {
        /**
         * 連接配接成功建立。
         */
        @Override
        public void onConnectionEstablished(URI remoteURI) {
            logger.info("onConnectionEstablished, remoteUri:{}", remoteURI);
        }

        /**
         * 嘗試過最大重試次數之後,最終連接配接失敗。
         */
        @Override
        public void onConnectionFailure(Throwable error) {
            logger.error("onConnectionFailure, {}", error.getMessage());
        }

        /**
         * 連接配接中斷。
         */
        @Override
        public void onConnectionInterrupted(URI remoteURI) {
            logger.info("onConnectionInterrupted, remoteUri:{}", remoteURI);
        }

        /**
         * 連接配接中斷後又自動重連上。
         */
        @Override
        public void onConnectionRestored(URI remoteURI) {
            logger.info("onConnectionRestored, remoteUri:{}", remoteURI);
        }

        @Override
        public void onInboundMessage(JmsInboundMessageDispatch envelope) {}

        @Override
        public void onSessionClosed(Session session, Throwable cause) {}

        @Override
        public void onConsumerClosed(MessageConsumer consumer, Throwable cause) {}

        @Override
        public void onProducerClosed(MessageProducer producer, Throwable cause) {}
    };

    /**
     * password簽名計算方法,請參見上一篇文檔:AMQP用戶端接入說明。
     */
    private static String doSign(String toSignString, String secret, String signMethod) throws Exception {
        SecretKeySpec signingKey = new SecretKeySpec(secret.getBytes(), signMethod);
        Mac mac = Mac.getInstance(signMethod);
        mac.init(signingKey);
        byte[] rawHmac = mac.doFinal(toSignString.getBytes());
        return Base64.encodeBase64String(rawHmac);
    }
}           

6.裝置運作日志

6.1 運作資料上報

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6.2 資料流轉日志

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6.3 服務端訂閱消費組情況

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【往期回顧】

1.自建MQTT叢集遷移阿裡雲IoT平台 2.IoT時代:WiFi配網技術剖析 3.微信小程式和IoT智能家居實踐 4.IoT雲端通用資料解析腳本實踐