一、项目背景

  公司和第三方合作开发一个传感器项目,想要通过电脑或者手机去控制项目现场的传感器控制情况。现在的最大问题在于,现场的边缘终端设备接入的公网方式是无线接入,无法获取固定IP,所以常规的HTTP协议通信就没法做,现在打算使用MQTT来实现云平台和边缘终端(传感器)之间的双向通信。

二、术语定义

2.1云平台

  主要是针对数据、设备等的管理。部署在云端的软件应用系统,通过与边缘终端,实现数据获取或者指令下发。

2.2边缘终端

  位于网络边缘的计算机设备,通过网络与云平台连接,向下连接解析仪和各类传感器。

2.3解析仪

  数据接受装置,通过有线/无线模式,连接边缘终端或通过有线模式接收不同来源的传感器数据。

2.4传感器

  通过有线/无线模式,连接边缘终端,传输相应的参数或通过有线模式连接解析仪,传输相应的参数。

三、网络结构

nodejs 实现MQTT协议的服务器端和客户端的双向交互-LMLPHP

 四、代码实现

4.1 服务器实现

首先安装nodejs和aedes,具体的操作和截图网上有很多现成的。

新建一个“server.js”

const aedes = require('aedes')();
const aedesServer = require('net').createServer(aedes.handle);
const port = 1883;

aedesServer.listen(port, function () {
    console.log('服务启动并开始监听端口:', port)
})

//监听MQTT服务器端口,当有客户端连接上时,触发该回调
aedes.on("client", (client) => {
    console.log("客户端连接成功:", client.id);
})

//监听MQTT服务器端口,当有客户端主动断开连接或者服务器600s内没收到某个客户端的心跳包就会触发
aedes.on("clientDisconnect", (client) => {
    console.log("客户端断开连接:", client.id);
})

//监听客户端发布的主题
aedes.on("publish", function (packet, client) {
    //针对不同的客户端写不同的逻辑
    if (client) {
        //根据主题不同写不同的逻辑,建议采用JSON格式传输
        console.log("监听客户端发过来的消息",packet.topic, packet.payload.toString());
    }
})

//服务器发出的消息
setInterval(() => {
    aedes.publish({
        topic: "serverMsg",
        payload: "服务器发消息",
        qos: 1,
        retain: false,
        dup: false,
        cmd: "publish"
    }, (err) => {
        if (err) {
            console.log("发布失败");
        }
    });
}, 20000)

4.2客户端实现

新建一个“client.js”

客户端只需要使用“mqtt.connect”方法,就可以跟服务端建立长连接。

就目前实际使用的情况看,客户端偶尔会自动与服务器断开,并且自动连上,稳定性方面有待验证。

var mqtt = require('mqtt');

var client = mqtt.connect('mqtt://192.168.70.220:1883',{
    clientId:'nodejs-mqtt-client'
})

client.on('connect',function (){
    console.log('连接上MQTT服务器')
    //需要订阅服务器主题,不然无法接受消息
    client.subscribe('serverMsg',{
        qos:1
    })
})

//发布客户端消息 setInterval(()
=>{ client.publish('topic1','hello mqtt client',{ qos:1 }) },20000) client.on('message',function (topic,message){ console.log('接受服务器消息:','主题:',topic,'消息:',message.toString()) })

4.3 效果呈现

通过两个定时器,实现了双向通信。

服务端

nodejs 实现MQTT协议的服务器端和客户端的双向交互-LMLPHP

 客户端

nodejs 实现MQTT协议的服务器端和客户端的双向交互-LMLPHP

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