第二十四節 連接配接到OneNET

有了前面兩個實驗的經驗，廢話不多說，直接使用OneNET。

使用OneNET

首先注冊與登陸OneNET，然後進入開發者中心：https://open.iot.10086.cn/develop/global/product/#/public，選擇公有協定産品，點選“添加産品”，填寫産品相關的資訊，聯網方式選擇wifi（其實我們是以太網，但是沒有這個選項，那就選擇wifi，沒啥影響的），接入協定必須選擇MQTT，作業系統選擇無，營運商這個随意選擇，具體見圖。

圖 添加産品

在添加産品完畢，繼續添加裝置，填寫裝置的相關資訊，鑒權資訊就是登陸密碼，不過需要注意的是，這個鑒權資訊在産品内是唯一的，一般推薦使用産品序列号，可作為裝置登入參數之一，不同協定裝置可能鑒權資訊的參數不一緻，不過現在是做實驗，選擇一個好記的即可，資料保密性要選擇私有，除此之外還剩下一些裝置相關的資訊，就不過多贅述，具體見圖，為了測試，我們在這裡就建立2 個裝置，大家可以自行建立更多的裝置用于測試也是可以的。

圖 建立裝置資訊

測試連接配接

OneNET 的資料互動做的很好，它支援動态建立主題（除系統主題外），即不用我們在平台上建立任何的主題，隻需要随意訂閱某個主題即可，同一個産品下，即使是不同裝置之間的主題之間的消息是共享的，簡單來說，我們在開發闆上可以随意向某個主題發起訂閱請求，也可以向這個主題釋出消息，而同一産品的其他裝置如果訂閱了這個主題，那麼将收到開發闆釋出的消息資料，這樣子更加友善嵌入式的開發者，隻不過這樣子的資訊安全就沒有阿裡雲物聯那麼好。

現在我們打開MQTT 軟體，進行連接配接測試，與前面的實驗操作是一樣的，配置好相關資訊，即可，這些資訊都可以在平台上找到，需要注意的是伺服器位址是183.230.40.39；端口号是6002，這與我們常見的1883 是不一樣的；Client ID 是裝置ID，在裝置清單中是可以找到的；使用者名是産品ID，在産品清單中可以找到；密碼就是建立裝置時候的鑒權資訊，具體見圖。

圖 MQTT 軟體配置

配置好就可以連接配接，然後随便訂閱一個主題，再用用戶端進行釋出消息，如果收到消息，表明通信成功，具體見圖。

圖 測試連接配接結果

開發闆連接配接OneNET

在開發闆中，我們将連接配接阿裡雲物聯的代碼拷貝一份，然後修改一下mqttclient.h 頭檔案的宏定義即可，具體見代碼清單。

代碼清單 mqttclient.h 頭檔案的宏定義

#if LWIP_DNS
#define HOST_NAME "mqtt.heclouds.com" //伺服器域名
#else
#define HOST_NAME "183.230.40.39" //伺服器IP 位址
#endif

#define HOST_PORT 6002

#define CLIENT_ID "518725049" //
#define USER_NAME "217537" //使用者名
#define PASSWORD "12345" //秘鑰

#define TOPIC "temp_hum" //訂閱的主題
#define TEST_MESSAGE "test_message" //發送測試消息
           

下載下傳到開發闆上，就能連接配接到OneNET 了，因為都是使用MQTT 協定，是以連接配接的過程都是一樣的，而且資料的訂閱與釋出也是一樣的，編譯好程式，然後下載下傳到開發闆，就能看到釋出資料與接收資料了，具體見圖。

圖 實驗現象

此外，我們再使用MQTT 軟體來訂閱一下開發闆釋出的主題“temp_hum”，很顯然，軟體收到了開發闆釋出的消息，說明正如我們所了解一樣，通信正常，具體見圖。

圖 MQTT 軟體訂閱temp_hum 主題

添加資料流

OneNET 平台通過資料流與資料點來組織裝置上行資料，裝置上傳并存儲資料時，必須以keyvalue的格式上傳資料，其中key 即為資料流（stream）名稱，value 為實際存儲的資料點（point），value 格式可以為int、float、string、json 等多種自定義格式，我們本書就教大家向OneNET 平台上報資料點，而平台會将所有的資料點按時序進行存儲，這就形成了資料流，資料流中的資料在存儲的同時可以“流向”後續服務，資料流是平台後續資料服務（規則、觸發器、消息隊列等）的服務對象，使用者可以通過選擇資料流的方式選擇服務的資料來源，這與我們之前的規則引擎差不多，隻不過換了個說法而已。

首先在OneNET 控制台中添加兩個資料流，分别為temp 與hum，表示溫度與濕度的資料流，打開：https://open.iot.10086.cn/develop/global/product/#/datasm?pid=217537，點選“添加資料流模闆”，填寫相關資訊，資料流名稱填寫你釋出資料的JSON 格式的字元串，類似于規則引擎的篩選，具體見圖，添加temp 完成後再添加一個hum 資料流模闆。

圖 添加資料流模闆

裝置是使用publish 封包來上傳資料點的，而且上報資料點的格式也是有要求的，對于普通的主題，釋出消息資料根本沒有任何格式要求，随意釋出資料都可以，但是對于釋出資料點等與平台資料相關的操作，則必須通過系統主題進行釋出，釋出資料點的主題是“$ dp”，“$ ”符号表示系統的主題，所有的資料都要往這個主題釋出，否則系統是不會存儲資料的，大家在建立資料流之後，打開開發闆，向OneNET 平台上報資料（非“$dp”主題），然後在背景可以看到并無資料記錄，具體見圖。

如果想要發送資料并讓平台存儲，形成資料流，将資料應用到可視化上或者其他服務，那麼就必須向“ $dp”主題發送資料，而向系統主題發送資料就會有格式要求，目前OneNET 支援7 種格式的釋出，我在這裡隻講解第三種格式的資料上報，因為這與我們的前面實驗的資料最為相似，而其他的資料格式大家可以參考一下官方的接入資料，可以到論壇裡面擷取：http://www.firebbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=26274&fromuid=37393。

圖 無資料

系統主題的釋出格式

從MQTT 釋出封包（PUBLISH）的格式我們可以知道，主題名必須是PUBLISH 封包可變報頭的第一個字段，而系統主題名就是“$dp”，隻有當QoS 等級是1 或2 時，封包辨別符（Packet Identifier）字段才能出現在PUBLISH 封包中，那麼可變報頭的結構具體見圖。

圖 PUBLISH 封包可變報頭

有效載荷（Payload）則包含真正的資料點内容，本書隻講解第三種類型的資料格式，具體見圖，第1 個位元組指明了釋出封包的資料類型，OneNET 平台支援7 種資料類型，第三種是JSON格式，是以資料字段就需要是JSON 格式的資料，否則就會發生錯誤；第2 第3 位元組指明了後面攜帶的資料長度，第二位元組是資料長度的高位元組位，第3 位元組是資料長度的低位元組位；而第4 位元組之後就是真正的資料區域，使用JSON 資料即可。

圖 Payload 内容

使用開發闆釋出資料點

因為是有格式的要求，我們就稍微改一下代碼的接口，在資料之前添加類型、長度等字段，因為我們的代碼也是自己封裝好的，是以想修改也是比較簡單，而MQTT 層的代碼也無需改動，因為是釋出資料點，是以我們實作一個MQTTMsgPublish2dp() 函數用于釋出到“$dp”主題中，具體見代碼清單。

代碼清單 MQTTMsgPublish2dp() 源碼

/************************************************************************
** 函數名稱: MQTTMsgPublish2dp
** 函數功能: 使用者推送消息到'$dp'系統主題
** 入口參數: MQTT_USER_MSG *msg：消息結構體指針
** 出口參數: >=0: 發送成功<0: 發送失敗
** 備注:
************************************************************************/
int32_t MQTTMsgPublish2dp(int32_t sock, int8_t qos, int8_t type,uint8_t* msg)
{
	int32_t ret;
	uint16_t msg_len = 0;
	msg_len = strlen((char *)msg);
	uint8_t* q = pvPortMalloc(msg_len+3); //目前隻支援1、3、4 類型的json 資料
	switch (type)
	{
	case TopicType1:
		*(uint8_t*)&q[0] = 0x01;
		break;
	case TopicType3:
		*(uint8_t*)&q[0] = 0x03;
		break;
	case TopicType5:
		*(uint8_t*)&q[0] = 0x05;
		break;
	default:
		goto publish2dpfail;
	}
	*(uint8_t*)&q[0] = 0x03;
	*(uint8_t*)&q[1] = ((msg_len)&0xff00)>>8;
	*(uint8_t*)&q[2] = (msg_len)&0xff;
	memcpy((uint8_t*)(&q[3]),(uint8_t*)msg,msg_len);
	
	//釋出消息
	ret = MQTTMsgPublish(MQTT_Socket,(char*)"$dp",qos,(uint8_t*)q,msg_len+3);
	
	publish2dpfail:
	vPortFree(q);
	q = NULL;
	return ret;
}
           

而為了配合MQTTMsgPublish2dp() 函數，我們還需要把MQTTMsgPublish() 函數也稍作修改，讓其傳入指定的資料長度，因為strlen() 函數會在遇到ASCII 碼‘00’的時候認為資料已經沒有了，而有效載荷的資料長度高位元組位很有可能是0，是以不使用自動統計資料，隻傳入指定資料長度，具體見代碼清單。

代碼清單 MQTTMsgPublish() 源碼

/********************************************************
** 函數名稱: mqtt_msg_publish
** 函數功能: 使用者推送消息
** 入口參數: MQTT_USER_MSG *msg：消息結構體指針
** 出口參數: >=0: 發送成功<0: 發送失敗
** 備注:
*******************************************************/
int32_t MQTTMsgPublish(int32_t sock,
					char *topic,
					int8_t qos,
					uint8_t* msg,
					uint16_t msg_len)
{
	int8_t retained = 0; //保留标志位
	// uint32_t msg_len; //資料長度
	uint8_t buf[MSG_MAX_LEN];
	int32_t buflen = sizeof(buf),len;
	MQTTString topicString = MQTTString_initializer;
	uint16_t packid = 0,packetidbk;
	//填充主題
	topicString.cstring = (char *)topic;
	
	//填充資料包ID
	if ((qos == QOS1)||(qos == QOS2))
	{
		packid = GetNextPackID();
	}
	else
	{
		qos = QOS0;
		retained = 0;
		packid = 0;
	}
	
	// msg_len = strlen((char *)msg);
	//推送消息
	len = MQTTSerialize_publish(buf, buflen, 0, qos, retained,
								packid, topicString,
								(unsigned char*)msg, msg_len);
	if (len <= 0)
		return -1;
	if (transport_sendPacketBuffer(buf, len) < 0)
		return -2;
		
	//品質等級0，不需要傳回
	if (qos == QOS0)
	{
		return 0;
	}
	
	//等級1
	if (qos == QOS1)
	{
		//等待PUBACK
		if (WaitForPacket(sock,PUBACK,5) < 0)
			return -3;
		return 1;
	}
	//等級2
	if (qos == QOS2)
	{
		//等待PUBREC
		if (WaitForPacket(sock,PUBREC,5) < 0)
			return -3;
		//發送PUBREL
		len = MQTTSerialize_pubrel(buf, buflen,0, packetidbk);
		if (len == 0)
			return -4;
		if (transport_sendPacketBuffer(buf, len) < 0)
			return -6;
		//等待PUBCOMP
		if (WaitForPacket(sock,PUBREC,5) < 0)
			return -7;
		return 2;
	}
	//等級錯誤
	return -8;
}
           

然後在mqttclient.h 頭檔案中修改相關的宏定義即可，在這裡多添加了一個枚舉類型的TopicType，表示選擇釋出到“$dp”主題的類型，具體見代碼清單。

代碼清單mqttclient.h 頭檔案宏定義

#if LWIP_DNS
#define HOST_NAME "mqtt.heclouds.com" //伺服器域名
#else
#define HOST_NAME "183.230.40.39" //伺服器IP 位址
#endif

#define HOST_PORT 6002

#define CLIENT_ID "518725049" //
#define USER_NAME "217537" //使用者名
#define PASSWORD "12345" //秘鑰

#define TOPIC "temp_hum" //訂閱的主題
#define TEST_MESSAGE "test_message" //發送測試消息

enum TopicType
{
	TopicType1 = 1,
	TopicType3 = 3,
	TopicType5 = 5
};
           

編譯好程式後，就下載下傳到開發闆中，然後在OneNET 的控制台中可以看到資料點已經被存儲了，而且能看到資料流資訊，具體見圖，然後我們就能用這些資料流作為可視化的資料源。

圖 資料流

資料可視化

與百度雲一樣，資料可視化需要依賴資料的來源，而上一章我們得到資料的來源，那麼就利用平台自身的可視化技術來讓資料實時顯示，首先進入“應用管理”頁面：https://open.iot.10086.cn/develop/global/product/#/app/independent?pid=217537，點選添加應用，然後填寫應用的相關資訊，因為是測試應用，是以選擇“私有”選項即可，具體見圖。

圖 添加應用

在應用編輯頁面，選中兩個儀表盤，放到畫布中，然後點選儀表盤，選擇“屬性”，選擇裝置為開發闆裝置“fire_stm32f4”，資料流選擇我們在一開始添加的資料流“temp”，選擇自動重新整理的頻率為3 秒，同樣的另一個濕度的儀表盤也是這樣子操作，此外還可以添加折線圖到畫布中，也是一樣的選擇裝置與資料流，至此可視化應用的設計部署就已經完成，具體見圖。然後我們就能看到資料會随着開發闆釋出的資料更新，示範連結：https://open.iot.10086.cn/iotbox/appsquare/appview?openid=c673cc3ee3e436d298494aba2e5c08b8。

圖 應用編輯

參考資料:LwIP 應用開發實戰指南—基于野火STM32