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Edge Box RPi 200 与 Node Red 和 MQTT

介绍​

MQTT（消息队列遥测传输） 是一种轻量级消息传递协议，由于其高效性和低带宽要求，非常适合物联网（IoT）应用。它通过发布-订阅模型促进设备之间的通信，允许在不可靠的网络上进行实时数据交换。通过 Node-RED 集成 MQTT，可以实现边缘设备与中央服务器或其他设备之间的无缝连接，促进高效的数据传输和处理。EdgeBox 边缘控制器通过原生支持 MQTT，消除了对额外硬件网关的需求，允许直接在 EdgeBox 上安装 MQTT 代理。这降低了复杂性，最小化了延迟，并增强了可靠性，因为数据可以在边缘进行处理和操作，而无需依赖外部中介，从而优化了物联网系统架构。

开始使用​

在开始这个项目之前，您可能需要按照此处描述的内容提前准备硬件和软件。

硬件准备​

Edge Box RPi 200
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软件准备​

Edge Box-200 到您手中时已预装了 Raspberry Pi OS。如果您是第一次启动此设备，请阅读我们的入门指南 Wiki。 我们已经准备了一个Node-RED 入门指南。建议您在继续阅读本 wiki 之前先查看此指南。

将 EdgeBox 设置为 MQTT 代理​

  • 步骤 01：通过 SSH 或 VNC 连接到 EdgeBox RPi 200 并更新 Raspberry Pi OS：
sudo apt update
  • Step 02 : Then, install Mosquitto on it. To do so, open the terminal and execute this command:
sudo apt-get install mosquitto
  • Step 03 :Next, install the Mosquitto command-line client by executing the following command in the terminal:
sudo apt-get install mosquitto-clients -y
  • 步骤 04：一旦 MQTT 代理安装完成，需要对其配置文件进行调整。默认配置文件可以在 /etc/mosquitto/mosquitto.conf 找到。要访问和修改此文件，请在终端中执行以下命令使用 nano 编辑器：
sudo nano /etc/mosquitto/mosquitto.conf

In the configuration file, we’ll disable the default configuration settings with this line:

include_dir /etc/mosquitto/conf.d

改为

#include_dir /etc/mosquitto/conf.d

Next, we'll enforce a policy disallowing anonymous users from connecting to the broker by adding the line:

allow_anonymous false

To store passwords securely, we'll specify a file location by adding:

password_file /etc/mosquitto/pwfile

Then, to set the listening port to 1883, we'll add:

listener 1883

通过按 Ctrl+S 保存修改，然后按 Ctrl+X 退出编辑器。

  • 步骤 05：要建立用户名和密码，授予 MQTT 客户端访问权限，或重置现有密码，请在终端中使用以下命令：
sudo mosquitto_passwd -c /etc/mosquitto/pwfile <username>

After generating a username and password, reboot Edgebox

sudo reboot

You can initiate the Mosquitto broker by entering the following command in the terminal:

sudo systemctl start mosquitto

sudo systemctl status mosquitto 验证 Mosquitto 代理是否正在运行

sudo systemctl stop mosquitto 停止 Mosquitto 代理

sudo systemctl restart mosquitto 重启 Mosquitto 代理

sudo systemctl enable mosquitto 确保 Mosquitto 代理在系统启动时初始化

测试连接​

  • 步骤 01 : 打开一个新的 SSH 会话或终端，运行以下命令订阅主题
mosquitto_sub -h localhost -t test -u <USER> -P <PASSWORD>
  • 步骤 02：在另一个 SSH 会话或终端中，运行以下命令向同一主题发布消息。确保相应地输入用户名和密码。
mosquitto_pub -h localhost -t test -m "Hello, world!" -u <USER> -P <PASSWORD>

您应该会在运行 mosquitto_sub 命令的第一个 SSH 会话窗口中看到消息"Hello, world!"出现。请确保相应地输入用户名和密码。

编辑流程​

MQTT in 节点

MQTT-in 节点订阅 MQTT 主题并从代理接收消息。当消息发布到其订阅的主题之一时，MQTT-in 节点会激活并将接收到的消息转发到流程中的后续节点进行进一步处理。

  • 步骤 01 从 Node-RED 调色板中拖放一个 MQTT-in 节点到画布上。

  • 步骤 02 双击 MQTT-in 节点打开其配置对话框。

  • 步骤 03 在配置对话框中，配置以下字段：

    • 服务器：确保代理详细信息已预填充。如果没有，请点击铅笔图标添加代理的 IP 地址、用户名和密码。

    • 操作：选择是订阅单个主题还是使用动态订阅。对于动态订阅，使用函数节点或其他处理节点从消息负载中提取所需的 MQTT 主题。在这里，我们将订阅单个主题。

    • 主题：输入您要订阅的 MQTT 主题。

    • QoS：选择消息传递所需的服务质量 (QoS) 级别（0、1 或 2）。

    • 名称：可选择为您的节点分配一个有意义的名称。

  • 步骤 04 点击完成保存配置。

MQTT-out 节点

MQTT-out 节点（MQTT 输出）用于将消息发布到 MQTT 主题。您可以配置要发布的消息的主题和负载，这些可以是静态的，也可以基于流程中其他节点的数据动态生成。

  • 步骤 01 从 Node-RED 调色板中拖放一个 MQTT-out 节点到画布上。

  • 步骤 02 双击 MQTT-out 节点打开其配置对话框。

  • 步骤 03 在配置对话框中，点击服务器字段旁边的铅笔图标创建新的代理配置。

  • 步骤 04 通过在服务器字段中添加代理地址、端口以及任何所需的身份验证凭据（例如用户名和密码）来编辑 MQTT 代理设置。

  • 步骤 05 点击完成保存代理设置。

  • 步骤 06 在配置对话框中，配置以下字段：

    • 主题：输入您要发布消息的 MQTT 主题。

    • QoS：选择消息传递所需的服务质量 (QoS) 级别（0、1 或 2）。

    • 保留：选择是否在代理上保留已发布的消息（true 或 false）。

    • 名称：可选择为您的节点分配一个有意义的名称。

  • 步骤 07 点击完成保存配置。

我们使用注入节点在特定间隔注入消息，我们还使用调试节点检查已发布的消息。

您可以查看下面的图形表示来了解如何连接和配置 MQTT-in、MQTT-out、调试和注入节点。

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在这里为您提供不同的支持，以确保您使用我们产品的体验尽可能顺畅。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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