通过物联网管理多台MQTT设备-基于米尔T527开发板

本文将介绍基于米尔电子MYD-LT527开发板的网关方案测试。

一、系统概述

基于米尔-全志 T527设计一个简易的物联网网关，该网关能够管理多台MQTT设备，通过MQTT协议对设备进行读写操作，同时提供HTTP接口，允许用户通过HTTP协议与网关进行交互，并对设备进行读写操作。

二、系统架构

1.网关服务：基于FastAPI框架构建的Web服务，提供HTTP接口。

2.MQTT客户端：负责与MQTT设备通信，管理设备连接、消息发布和订阅。

3.设备管理：维护一个设备列表，记录设备的基本信息和状态。

4.数据存储：使用内存或数据库存储设备数据，确保数据持久化。

三、组件设计

1.MQTT组件：

• 负责与MQTT broker建立连接。
• 订阅设备主题，接收设备发送的消息。
• 发布消息到设备，实现远程控制。

2.设备管理组件：

• 维护一个设备列表，记录设备的唯一标识符（如设备ID）、MQTT主题、连接状态等信息。
• 提供设备增删改查的方法。

3.HTTP组件：

• 基于FastAPI定义HTTP接口。
• 接收用户请求，调用MQTT组件和设备管理组件进行相应操作。
• 返回操作结果给用户。

四、接口设计

1.设备列表：

• GET /devices：返回所有设备的列表。
• POST /devices：添加新设备到网关。
• DELETE /devices/{device_id}：从网关中删除指定设备。

2.设备详情：

• GET /devices/{device_id}：返回指定设备的详细信息。

3.设备数据：

• GET /devices/{device_id}/data：获取指定设备的最新数据。
• POST /devices/{device_id}/data：发送数据到指定设备。

4.设备控制：

• POST /devices/{device_id}/control：发送控制命令到指定设备。

五、数据结构设计

1.设备信息：

• 设备ID (device_id)：唯一标识设备的字符串。
• MQTT主题 (mqtt_topic)：设备在MQTT broker上的主题。
• 连接状态 (connection_status)：表示设备是否在线的布尔值。
• 其他设备属性（如名称、描述等）。

2.设备数据：

• 设备ID (device_id)：关联设备信息的设备ID。
• 时间戳 (timestamp)：数据发送或接收的时间。
• 数据内容 (data)：设备发送或接收的具体数据，可以是JSON格式或其他格式。

六、安全性考虑

• 使用HTTPS协议提供安全的HTTP通信。
• 实现用户认证和授权机制，确保只有授权用户可以访问和操作设备。
• 对于敏感操作（如删除设备），要求用户进行二次确认或提供额外的安全措施。

七、部署与扩展

• 使用Docker容器化部署网关服务，便于管理和扩展。
• 根据需要，可以水平扩展网关实例以处理更多的设备连接和请求。

八、实现步骤

1.安装所需的Python库：fastapi, uvicorn, paho-mqtt等。

2.创建FastAPI应用并定义路由。

3.实现MQTT组件，包括与MQTT broker的连接、订阅、发布等功能。

4.实现设备管理组件，维护设备列表并提供增删改查的方法。

5.实现HTTP组件，调用MQTT组件和设备管理组件处理用户请求。

6.编写测试代码，验证网关的各项功能是否正常工作。

7.部署网关服务并监控其运行状态。

该设计方案仅仅是概述，具体实现细节可能需要根据实际需求和项目环境进行调整和优化。在实际开发中，还需要考虑异常处理、日志记录、性能优化等方面的问题。基于上述设计方案，以下是一个简化版的参考代码，展示了如何使用FastAPI和paho-mqtt库来创建一个物联网网关。需要注意，示例中不包含完整的错误处理、用户认证和授权机制，这些在实际生产环境中都是必不可少的。依赖的主要库版本：

fastapi==0.108.0
paho-mqtt==1.6.1

网关模拟代码gateway.py：

具体代码可参见米尔公众号：

https://mp.weixin.qq.com/s/oV3E-Jw-ZHZNKcuVHpThPw

运行网关代码，打开网页得到api接口：

通过api分别添加设备1和设备2，

在另外两个控制台中分别运行模拟设备1和模拟设备2的代码通过网页API向设备1发送数据

通过网页API获得设备回复的数据，设备代码中只是简单的把网关发过来的数据进行回传

我们在网关的后台可以看到完整的数据流

至此一个简易的网关已经实现了，接下来将会尝试实现楼宇里的最常见的bacnet设备进行通讯管理。

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MYC-LT527核心板及开发板

米尔首发全志T527，八核A55赋能边缘计算

全志T527处理器，八核A55，高效赋能边缘计算;

多媒体功能强大：具备G57 GPU、4K编解码VPU、HiFi4 DSP，支持4~6路Camera;

支持多种显示接口：HDMI、DP、LVDS、MIPI-DSI和RGB并口，支持4K+1080P双异显;

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

T527是真工业级-40℃~+85℃;

超紧凑LGA 381pin封装。

本篇测评由优秀测评者“JerryZhen”提供。