通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)管理多臺(tái)MQTT設(shè)備-基于米爾T527開(kāi)發(fā)板

本篇測(cè)評(píng)由優(yōu)秀測(cè)評(píng)者“JerryZhen”提供。

本文將介紹基于米爾電子MYD-LT527開(kāi)發(fā)板的網(wǎng)關(guān)方案測(cè)試。

一、系統(tǒng)概述

基于米爾-全志 T527設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)能夠管理多臺(tái)MQTT設(shè)備，通過(guò)MQTT協(xié)議對(duì)設(shè)備進(jìn)行讀寫(xiě)操作，同時(shí)提供HTTP接口，允許用戶通過(guò)HTTP協(xié)議與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行交互，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行讀寫(xiě)操作。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

1.網(wǎng)關(guān)服務(wù)：基于FastAPI框架構(gòu)建的Web服務(wù)，提供HTTP接口。

2.MQTT客戶端：負(fù)責(zé)與MQTT設(shè)備通信，管理設(shè)備連接、消息發(fā)布和訂閱。

3.設(shè)備管理：維護(hù)一個(gè)設(shè)備列表，記錄設(shè)備的基本信息和狀態(tài)。

4.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：使用內(nèi)存或數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)持久化。

三、組件設(shè)計(jì)

1.MQTT組件：

●   負(fù)責(zé)與MQTT broker建立連接。

●   訂閱設(shè)備主題，接收設(shè)備發(fā)送的消息。

●   發(fā)布消息到設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

2.設(shè)備管理組件：

●   維護(hù)一個(gè)設(shè)備列表，記錄設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)符（如設(shè)備ID）、MQTT主題、連接狀態(tài)等信息。

●   提供設(shè)備增刪改查的方法。

3.HTTP組件：

●   基于FastAPI定義HTTP接口。

●   接收用戶請(qǐng)求，調(diào)用MQTT組件和設(shè)備管理組件進(jìn)行相應(yīng)操作。

●   返回操作結(jié)果給用戶。

四、接口設(shè)計(jì)

1.設(shè)備列表：

●   GET /devices：返回所有設(shè)備的列表。

●   POST /devices：添加新設(shè)備到網(wǎng)關(guān)。

●   DELETE /devices/{device_id}：從網(wǎng)關(guān)中刪除指定設(shè)備。

2.設(shè)備詳情：

●   GET /devices/{device_id}：返回指定設(shè)備的詳細(xì)信息。

3.設(shè)備數(shù)據(jù)：

●   GET /devices/{device_id}/data：獲取指定設(shè)備的最新數(shù)據(jù)。

●   POST /devices/{device_id}/data：發(fā)送數(shù)據(jù)到指定設(shè)備。

4.設(shè)備控制：

●   POST /devices/{device_id}/control：發(fā)送控制命令到指定設(shè)備。

五、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.設(shè)備信息：

●   設(shè)備ID (device_id)：唯一標(biāo)識(shí)設(shè)備的字符串。

●   MQTT主題 (mqtt_topic)：設(shè)備在MQTT broker上的主題。

●   連接狀態(tài) (connection_status)：表示設(shè)備是否在線的布爾值。

●   其他設(shè)備屬性（如名稱(chēng)、描述等）。

2.設(shè)備數(shù)據(jù)：

●   設(shè)備ID (device_id)：關(guān)聯(lián)設(shè)備信息的設(shè)備ID。

●   時(shí)間戳 (timestamp)：數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)間。

●   數(shù)據(jù)內(nèi)容 (data)：設(shè)備發(fā)送或接收的具體數(shù)據(jù)，可以是JSON格式或其他格式。

六、安全性考慮

●   使用HTTPS協(xié)議提供安全的HTTP通信。

●   實(shí)現(xiàn)用戶認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制，確保只有授權(quán)用戶可以訪問(wèn)和操作設(shè)備。

●   對(duì)于敏感操作（如刪除設(shè)備），要求用戶進(jìn)行二次確認(rèn)或提供額外的安全措施。

七、部署與擴(kuò)展

●   使用Docker容器化部署網(wǎng)關(guān)服務(wù)，便于管理和擴(kuò)展。

●   根據(jù)需要，可以水平擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)實(shí)例以處理更多的設(shè)備連接和請(qǐng)求。

八、實(shí)現(xiàn)步驟

1.安裝所需的Python庫(kù)：fastapi, uvicorn, paho-mqtt等。

2.創(chuàng)建FastAPI應(yīng)用并定義路由。

3.實(shí)現(xiàn)MQTT組件，包括與MQTT broker的連接、訂閱、發(fā)布等功能。

4.實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理組件，維護(hù)設(shè)備列表并提供增刪改查的方法。

5.實(shí)現(xiàn)HTTP組件，調(diào)用MQTT組件和設(shè)備管理組件處理用戶請(qǐng)求。

6.編寫(xiě)測(cè)試代碼，驗(yàn)證網(wǎng)關(guān)的各項(xiàng)功能是否正常工作。

7.部署網(wǎng)關(guān)服務(wù)并監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)。

該設(shè)計(jì)方案僅僅是概述，具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)可能需要根據(jù)實(shí)際需求和項(xiàng)目環(huán)境進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，還需要考慮異常處理、日志記錄、性能優(yōu)化等方面的問(wèn)題?；谏鲜鲈O(shè)計(jì)方案，以下是一個(gè)簡(jiǎn)化版的參考代碼，展示了如何使用FastAPI和paho-mqtt庫(kù)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。需要注意，示例中不包含完整的錯(cuò)誤處理、用戶認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制，這些在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中都是必不可少的。依賴的主要庫(kù)版本：

fastapi==0.108.0

paho-mqtt==1.6.1

網(wǎng)關(guān)模擬代碼gateway.py：

運(yùn)行網(wǎng)關(guān)代碼，打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)得到api接口：

通過(guò)api分別添加設(shè)備1和設(shè)備2，

在另外兩個(gè)控制臺(tái)中分別運(yùn)行模擬設(shè)備1和模擬設(shè)備2的代碼通過(guò)網(wǎng)頁(yè)API向設(shè)備1發(fā)送數(shù)據(jù)

通過(guò)網(wǎng)頁(yè)API獲得設(shè)備回復(fù)的數(shù)據(jù)，設(shè)備代碼中只是簡(jiǎn)單的把網(wǎng)關(guān)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行回傳

我們?cè)诰W(wǎng)關(guān)的后臺(tái)可以看到完整的數(shù)據(jù)流

 至此一個(gè)簡(jiǎn)易的網(wǎng)關(guān)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，接下來(lái)將會(huì)嘗試實(shí)現(xiàn)樓宇里的最常見(jiàn)的bacnet設(shè)備進(jìn)行通訊管理。

MYC-LT527核心板及開(kāi)發(fā)板

米爾首發(fā)全志T527，八核A55賦能邊緣計(jì)算

全志T527處理器，八核A55，高效賦能邊緣計(jì)算;

多媒體功能強(qiáng)大：具備G57 GPU、4K編解碼VPU、HiFi4 DSP，支持4~6路Camera;

支持多種顯示接口：HDMI、DP、LVDS、MIPI-DSI和RGB并口，支持4K+1080P雙異顯;

豐富的通訊接口：2*GE、2*CAN、PCIE/USB3.0、2*USB2.0、10*UART、30*PWM、4*SPI、9*I2C等;

T527是真工業(yè)級(jí)-40℃~+85℃;

超緊湊LGA 381pin封裝。