阿里云物联网边缘计算加载MQTT驱动
寫在前面
本文在LinkEdge快速入門樣例驅動的基礎上，加載了MQTT訂閱的客戶端，使得邊緣端容器可以通過MQTT獲得外部數據。
1.?????????系統需求
物聯網邊緣計算平臺，又名Link IoT Edge[1]。在物聯網邊緣計算幫助文檔中的?“快速入門”描述了這樣一種應用場景，“光照傳感器檢測室內光照強度是否大于500 Lux，若光照強度大于500 Lux，則光照傳感器認為室內不需要開燈，從而去關閉燈（客廳燈開關等于1），否則打開燈（客廳燈開關等于0）。”
本文在該樣例的基礎上，在光照傳感器的驅動程序上加載了MQTT訂閱的客戶端，使得光照傳感器可以通過訂閱的方式獲得光照強度值。
2.?????????系統架構
????圖?1?給出了樣例的邊緣實例架構，樣例中LightSensor值是模擬值，通過定時器每2000毫秒執行表格?1中代碼。
圖?1?邊緣實例架構
表格?1?模擬值生成代碼
?
| ??????????if (self.lightSensor.illuminance >= 600) { ?????????????delta = -100; ???????????} else if (self.lightSensor.illuminance <= 100) { ?????????????delta = 100; ???????????} ??????????self.lightSensor.illuminance += delta; |
?
???圖?2給出了在在光照傳感器的驅動程序上加載了MQTT訂閱的客戶端的架構。
圖?2?光照傳感器驅動掛載MQTT訂閱客戶端
3.?????????安裝部署
樣例完整的安裝和配置流程詳見幫助[2]。
4.?????????改寫驅動
4.1.????????下載驅動
下載LightSensor驅動源碼，下載解壓后是一個index.js文件。
圖?3?下載驅動
4.2.????????編寫驅動
(1)???????index.js中添加MQTT訂閱客戶端代碼
表格?2?MQTT訂閱客戶端代碼
?
| 'use strict'; ? const { ??RESULT_SUCCESS, ??RESULT_FAILURE, ??ThingAccessClient, } = require('linkedge-thing-access-sdk'); ? var mqtt = require('/usr/bin/mqtt'); var options={username:'admin',password:'password',clientId:'Nodejs-ed16ef77-5cf2-4e5c-b511-1af14451df51'}; var client = mqtt.connect('mqtt://*.*.*.*:1883',options);???//?連接到MQTT服務端 ? var num = 0; var qtt = {}; ? qtt.id = '2002'; qtt.name = 'shoen'; qtt.age= 5000; ? client.subscribe('test',{qos:1});?????????????????????//訂閱主題為test的消息? ? client.on('message',function(top,message) {? ????qtt=JSON.parse(message.toString());?? }); ? // Max retry interval in seconds for registerAndOnline. const MAX_RETRY_INTERVAL = 30; |
?
(2)???????注釋原有模擬部分代碼，添加獲得值代碼。
?
表格?3?獲得數據來源
?
| ????????setInterval(function () { ??????????// if (self.lightSensor.illuminance >= 600) { ??????????//???delta = -100; ??????????// } else if (self.lightSensor.illuminance <= 100) { ??????????//???delta = 100; ??????????// } ??????????// self.lightSensor.illuminance += delta; ? ??????????if (self.client) { ????????????try { ??????????????self.lightSensor.illuminance = qtt.age; ??????????????var properties = {'MeasuredIlluminance': self.lightSensor.illuminance}; ??????????????console.log(`Report properties: ${JSON.stringify(properties)}`); ??????????????self.client.reportProperties(properties); ????????????} catch (err) { ??????????????console.log(err); ??????????????self.client.cleanup(); ????????????} ??????????} ????????}, 2000); |
?
4.3.????????重新部署
(1)???????將index.js壓縮成index.zip文件，注意index.zip僅包含index.js文件，不含其他任何文件夾。
(2)???????新建驅動myLightSensor，上傳index.zip文件。
圖?4新建驅動
(3)???????部署實例
圖?5?部署實例
5.?????????腳本解析
在部署過程中，我們通過link-iot-edge.sh {productkey} {devicename} {devicesecret}下載和啟動邊緣計算平臺。
分析link-iot-edge.sh后，發現邊緣端實際是就是一個docker容器。其中主要幾行腳本含義如下描述：
圖?6?link-iot-edge.h源碼（局部）
n??docker pull "$LINKEDGE_IMG"
???LINKEDGE_IMG=$IMAGE_NAME_PREFIX:$1
???registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/iotedge/edge_x86_centosversion
n??docker run -d --rm --privileged=true -v linkedge_vol1:/usr/.security -v linkedge_vol2:/etc/.sec/ -v linkedge_vol3:/linkedge/gateway/build/.sst -v linkedge_vol4:/tmp/var/run/ -v linkedge_vol5:/linkedge/run --name=config-params $LINKEDGE_IMG $2 $3 $4
n??docker
???run創建一個新的容器并運行一個命令
???-d后臺運行容器，并返回容器ID
???--rm?容器退出時自動清理容器并刪除文件系統，
???--privileged=true?以特權方式啟動容器，允許掛載宿主機目錄
???-v?linkedge_vol1:/usr/.security
宿主機的linkedge_vol1目錄掛載到容器的/usr/.security
???-v linkedge_vol2:/etc/.sec/
???-v linkedge_vol3:/linkedge/gateway/build/.sst
???-v linkedge_vol4:/tmp/var/run/
???-v linkedge_vol5:/linkedge/run
???--name=config-params?為容器指定一個名稱config-params
???$LINKEDGE_IMG?容器名稱
???$2 $3 $4三個均作為參數
n??為了方便訪問，修改以上啟動腳本，使得容器內可以訪問宿主機c:/test目錄。
???${preflag} docker run --rm --privileged=true?-v c:/test:/data?-v linkedge_vol1:/usr/.security -v linkedge_vol2:/etc/.sec/ -v linkedge_vol3:/linkedge/gateway/build/.sst -v linkedge_vol4:/tmp/var/run/ -v linkedge_vol5:/linkedge/run --name=config-params $LINKEDGE_IMG $2 $3 $4
?
6.?????????Node.js實現MQTT
n??安裝node
n??安裝npm install mqtt
6.1.????????MQTT服務端
本文采用Apollo MQTT作為MQTT服務器，安裝部署完畢后采用默認用戶名admin，密碼password。MQTT服務器采用默認的1883端口。
6.2.????????MQTT客戶端發布
表格?4?MQTT客戶端發布
?
| var mqtt = require('mqtt'); ? var options={username:'admin',password: 'password',clientId:'Nodejs-ed16ef77-5cf2-4e5c-b511-1af14451df58'}; var client = mqtt.connect('mqtt://*.*.*.*:1883',options);??//連接到MQTT服務端 ? var num = 0; var qtt = {}; ? qtt.id = '1001'; qtt.name = 'shoen'; qtt.age= 2222; ? client.publish('test', JSON.stringify(qtt), { qos: 0, retain: true });???? |
7.?????????設置容器
通過link-iot-edge.sh啟動邊緣容器后，需要進入容器安裝mqtt庫，并設置容器內環境參數，使得node.js編寫的mqtt客戶端能夠正確引用mqtt庫，即var mqtt = require('/usr/bin/mqtt');
設置主要步驟如下所示：
(1)???????啟動容器：link-iot-edge.sh v1.7?a1xwL19pRAZ?mygw uPcoNbWHYselHGpwG2HRtMvh********
(2)???????進入容器：docker exec -it config-params /bin/bash
(3)???????node.js設置引用
n??安裝淘寶cnpm：npm install -g cnpm --registry=https://registry.npm.taobao.org
n??全局安裝mqtt：cnpm install –g mqtt
n??查看cnpm全局倉庫路徑：cnpm?config?get?prefix
n??修改cnpm全局倉庫路徑：cnpm config set /usr/bin
n??以上設置完畢后，才可以代碼中添加引用：var mqtt = require('/usr/bin/mqtt');
n??以上設置重啟本容器失效
8.?????????容器命令
調試過程中涉及的相關容器命令如下：
(1)???????啟動容器時映射宿主機和容器目錄：-v c:/test:/data
(2)???????查看IP地址：ip addr
(3)???????下載ifconfig：curl ifconfig.me
(4)???????find -name "*thing*"
n??linkedge-thing-access-sdk所在位置：./linkedge/gateway/build/bin/iot-gravity/runtime/nodejs8/node_modules/linkedge-thing-access-sdk
(5)???????查看容器鏡像docker image
(6)???????停止容器?docker stop?容器ID
(7)???????刪除鏡像?docker rmi?鏡像ID
9.?????????注意事項
(1)???????驅動編寫錯誤可能包括：庫文件未引用、node.js語法錯誤，mqtt連接錯誤；
(2)???????邊緣實例部署過程中，如發生以上錯誤發生，光照傳感器將始終處于“離線”狀態；
(3)???????本文宿主機為Windows 10，系統配置如下：
圖?7?Windows系統配置
10.?????最終效果
在宿主機上通過MQTT客戶端發布一個qtt.age=2222數據，該數據會發送至MQTT服務器，容器內加載的MQTT訂閱客戶端將收到該數據，并將該數據賦值給self.lightSensor.illuminance，獲取的值將通過self.client.reportProperties(properties);上報至IOT Hub，最終在LightSensor運行狀態中顯示光照度檢測值為2222Lux。
圖?8?最終效果
寫在后面
今年3月底深圳云棲大會后，和阿里云Linkedge團隊幾位同學在西溪園區做了一次簡單的技術交流。阿里的同學介紹了物模型、容器等概念，我則提了異構工業設備連接對于設備驅動有較為強烈的需求……眨眼到了年底，Linkedge從公測到發布，直到今天（12-5）正式發布了v1.8，新加的幾項特性都值得關注，如“本地日志可以自動同步到云端的日志服務產品中，支持按照業務功能進行查詢。”這極大方便了運維。此外，“支持C版本設備驅動管理”，這對于我這樣一位老程序員（年紀大，而非經驗豐富）的吸引力是非常大的。
自10月17日開始試用Linkedge，學習時斷時續，這個過程中Linkedge的幫助文檔不斷更新，導致前面截圖已失效。時至今日，終于輸出此文，雖然還沒有實現了詳細介紹如何在邊緣計算平臺上編寫驅動的目標，但至少走通了關于驅動的helloworld。最后，提幾點意見，希望Linkedge開發團隊能有所改進：
(1)???????驅動調試非常麻煩，幫助中沒有涉及調試方式。--這點從v1.8中的特性來看應該有很大改善。
(2)???????邊緣容器設置細節應對開發者開放。
(3)???????希望提供一個能和容器外（宿主機或其他設備）通訊的樣例，如通過串口、以太網，這樣的樣例對于學習更加有效。
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原文鏈接
本文為云棲社區原創內容，未經允許不得轉載。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的阿里云物联网边缘计算加载MQTT驱动的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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