描述

這項作業是為“羅馬第一大學”的“物聯網”課程完成的。但是，當然，經過多次更新，代碼、使用的技術以及用戶體驗都發生了很大的變化和增加。這只是您將在我的 Github 上找到的最終項目的第一次嘗試。

結構概述

?

這里的組件：

• 5個虛擬傳感器，實現為簡單的nodejs程序，使用MQTT協議與谷歌云平臺交換遙測值；
• 谷歌云平臺，提供Cloud IoT 核心和Pub/Sub API，用于管理連接、設備以及與 Web 應用程序交換的消息；
• 使用nodejs + express和一些其他相關框架構建的 web 應用程序；
• 用于存儲的Mongodb NoSQL 數據庫；

注意：我的 G ithub上提供的代碼用于我的個人 google 帳戶上的憑據。我沒有上傳密鑰，如果你想運行它，你需要自己設置。

MQTT 簡介

MQTT（消息隊列遙測傳輸）是一種開放的OASIS和ISO 標準(ISO/IEC 20922) 輕量級的發布-訂閱網絡協議，用于在設備之間傳輸消息。該協議通常運行在 TCP/IP 之上；但是，任何提供有序、無損、雙向連接的網絡協議都可以支持 MQTT。它專為與需要“小代碼足跡”或網絡帶寬有限的遠程位置的連接而設計。

?

代理充當郵局，MQTT 不使用預期收件人的地址，而是使用名為“主題”的主題行，任何想要該消息副本的人都將訂閱該主題。多個客戶端可以從單個代理接收消息（一對多功能）。同樣，多個發布者可以將主題發布給單個訂閱者（多對一）。

請注意，在這種情況下，我們將使用多個發布設備，但只有一個訂閱者，或者至少只有一個保存消息的訂閱者，因為數據庫通過 Web 儀表板連接到代理。

云平臺設置

任何工程師都知道，谷歌提供的谷歌云平臺是市場上最強大的云計算服務套件之一。在這個項目中，它被用作基于云的后端來控制 MQTT，并實現 Publish/Subscribe 消息傳遞模式。

設置非常簡單，需要以下步驟：

• 訪問谷歌云平臺，選擇物聯網核心API；
• 創建一個寄存器和 5 個不同的設備（帶有相應的鍵），每個傳感器一個：溫度、濕度、風向、風強、雨高；

?

• 使用 Pub/Sub API 向注冊者添加主題和訂閱；

一些有用的設置鏈接是：

• https://cloud.google.com/iot/docs/quickstart?authuser=1
• https://cloud.google.com/iot/docs/how-tos/devices?authuser=1

注意：拉取操作將需要身份驗證，請確保創建服務帳戶密鑰，如以下鏈接中所述簡單說明https://cloud.google.com/docs/authentication/getting-started

傳感器

由于代碼主要基于谷歌文檔提供的代碼，我不會深入解釋，實際上它只需要快速設置和功能上的一些更改。publishAsync()

const direction = getRandomArbitrary(0, 360);
var date = parseInt(Date.now());
const payload = "virtual:"+" "+deviceId+" "+direction+" "+date;

console.log('Publishing message:', payload);
client.publish(mqttTopic, payload, {qos: 1});
publishAsync(mqttTopic, client, iatTime, 1, connectionArgs);

我們已將 Pub/Sub API 設置為每種遙測僅接受一個主題，因此我們需要指定從哪個設備發送消息，如代碼所示。因此，發布的每條消息都由以下部分組成：

• “虛擬設備”指示器，為了與下一個任務兼容而引入
• deviceId，它告訴設備發送的遙測類型
• 遙測值
• 日期

假設我們不想丟失發送的任何值，我設置qos: 1, 以允許重傳消息。

最后，要運行其中一個傳感器，您只需更改以下設置

// SETUP         
const projectId = `your_project_ID`;
const deviceId = `your_device_ID`;
const registryId = `your_register_ID`;
const region = `your_region`;

然后運行：

$ node device_name.js

執行將導致：

?

這里是谷歌云平臺的鏈接，指的是如何通過 MQTT 網橋發布：

• https://cloud.google.com/iot/docs/how-tos/mqtt-bridge?authuser=1#downloading_mqtt_server_certificates

網絡應用程序

該代碼基于類似 MVC 的結構，并使用了不同的技術使其看起來更好，但這些與本項目的主要目標無關，因此我將在結論中提供一些參考。

?

但是，圖片顯示了管理 MQTT 交互的代碼部分。實際上，該listenForMessages()功能允許應用程序從 Google 云中提取消息，然后在將socket.io發送到主視圖后保存遙測數據。

同樣在這種情況下，要使用該代碼，您只需要更改訂閱設置并生成一個config/keys.js文件來放置貓鼬的 URI。然后你可以運行：

$ node app.js

至于其他部分，這里有一個指向 Google 文檔相應部分的鏈接：

• https://cloud.google.com/pubsub/docs/pull

注意：要簡單地將數據存儲在 MongoDB 中，您可以通過以下鏈接在 mLab 中創建一個帳戶：https ://mlab.com/ 。

結論

在主頁上，應用程序將顯示當前值，并在出現新值時刷新它們。相反，在其他頁面上，您可以看到舊值。

?