将Android Things与阿里云集成,轻松实现物联网项目
在本文中,我们将向您展示如何使用阿里云IoT平台轻松将Android Things连接到您的物联网(IoT)网络,我们喊唯将为该项目构造一个示例:功能性甲醛和温度传感器。有些人可能不了解Android Things,简单来说, 它就是让开发者可以使用Android开发工具开发嵌入式设备 。
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项目设备清单
NXP i.MX7D
设备接线图
在设置硬件之后,是时候在阿里云IoT平台上配置软件了。
首先,导航到物联网控制台并激活阿里云IoT。创建高级产品并添加产品属性定义:
Android Things设备开发
1、使用郑皮培Android Studio创建Android Things项目,并授予网络权限
2、将“eclipse.paho.mqtt”存储库添加到gradle
3、通过I2C读取DHT12数据
4、通过UART获取Ze08CH2O数据
5、创建阿里云IoT连接并报告数据
设备启动后,您可以在阿里云IoT控制台上查看设备的实时数据, 设备管理 - 运行状态 。
此项目握物在GIT上的地址是:,有兴趣的朋友可以试试。
MQTT 基本认知
物联网 (internet of thing) ,表示的是可以把一些带某些传感器的设备(终端),接入到互联网的行为。
通过互联网连接这些设备,这些设备就能够互相协作。
而 MQTT 就是这些设备之间数据通信的一个基于 TCP/IP 的协议。
每个终端都和实现了 MQTT 协议的代理/服务器相连。
通过 published MQTT 代理服务器的某个 主题 发送数据。
通过 subscription 从 MQTT 代理服务器获取自己订阅的 主题 数据。
MQTT 协议是一种轻量级的、灵活的网络协议。并且非常适合 IOT 的场景。
大多数开发人员已经熟悉了 HTTP WEB 协议。那么为什么不让 IOT 设置链接到 WEB 服务?
设备可以采用 HTTP 请求的形式发送数据,并采用 HTTP 响应的形式从服务器获取数据,接受更新。
因为对于 IOT 的设备来说,这种 主动请求-- 被动等待应答的 数据传输模型存在严重的局限性:
那么,MQTT 为什么如此轻便且灵活?MQTT 协议的一个关键的特性是 发布/订阅模型 。它将数据的发布者和接受者分离。
一个设备终端既可以是数据的发布者 (published) 也可以是数据的订阅者 (subscription) 。
一个设备如果要发布数据,只需要往代理服务器中 相应的主题发布数据内容即可。
一个设备如果需要接受到数据,只需要在代理服务器中, 提前订阅自己需要关注的主题即可。
MQTT 最基本的体验,就是使用 mosquitto 。
Mosquitto是一款实现了 MQTT v3.1 协议的开源消息代理软件,提供轻量级的,支持发布/订阅的的消息推送模式,使设备对设备之间的短消息通信简单易用。
它可以理解成一个 MQTT 的代理服务器。
基本步骤如下:
安装成功截图
使用 brew services start mosquitto 启动 MQTT 服务
运行截图
然后再打开另外两个终端窗口,模拟两个IOT设备。A 订阅 MQTT 服务。B 向 MQTT 的服务枝闷唯发送数据。
A订阅当前MQTT的某个服务。
B向 MQTT 服务器发布(published) 数据。
然后,我们就可以在A控制台里看到由 B 通过 MQTT 服务发送的数据了。
基本流程图
控制台 A 向 MQTT 服务器订阅 dw/demo 服务,并被动的等待 MQTT 服务器返回数据。
控制台 B 主动的向 MQTT 服务器的 dw/demo 服务发送 published 数据,之后。服务器会主动向事先订阅了 dw/demo 的终端分发此消息。
MQTT 是一种链接协议,它指定了如何组织数据字节并通过 TCP/IP 网络传输它们。但实际上,开发人员并不需要链接这个链接协议的具体细节。我们只需要知道,每条消息都有一个命令和数据有效负载猛培。该命令定义消息类型(比如 CONNECT 消息或者 SUB SCRIBE 消息)。所有的 MQTT 库和工具都提供了直接处理这些消息的基本方法,并且能自动填充一些必要的字段(在数据包的对应字节填充),比如消息和客户端 ID。
首先客户端发送一罩举条 CONNECT消息 来链接代理。CONNECT 消息要求建立从客户端到代理服务器的链接。
CONNECT 命令的基本参数
当客户端向代理服务器发送一条 CONNECT 命令之后,服务器会调用 CONNACK 命令,告知服务链接的状态。
CONNACK 命令的基本参数
当客户端和服务器建立连接之后,客户端就可以向服务器订阅某些主题的。(发送一条或多条 SUBSCRIBE消息 )。
表明当服务器接受到其他终端推送的此主题数据时,服务器会默认发送给它。
SUBSCRIBE 参数列表
当客户端成功的向服务器订阅某个主题之后,服务器会返回一条 SUBACK 的消息,其中包含一个或者多个 returnCode 参数。
SUBACK消息参数
returnCode : 值 0 - 2 ,表示成功订阅,并返回这个订阅消息的 QOS。值 128 : 订阅失败。
既然客户端可以向服务器订阅某个主题,当然也可以取消订阅。
与 SUBSCRIBE 订阅命令相反的命令是 UNSUBSCRIBE 取消订阅命令。
此命令非常简单。只有一个topic(主题)参数。
上面讲的是订阅,订阅是需要有消息从服务器发送过来的。但是服务器本身基本不产生数据,那数据从何而来呢?
通过另外一个客户端执行 PUBLISH 命令,往代理服务器发送数据。并最终通过代理服务器将数据传递给订阅了此服务的客户端。
PUBLISH 消息参数
对于 MQTT 的一张基本理解图
基本流程图:
最后总结
参考资料: 初识 MQTT
分享名称:在阿里云上部署mqtt服务器 阿里云mqtt服务器搭建 emq
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