reTerminal DM MQTT 与 Node-RED
关于 MQTT 的简要信息
MQTT 与 Node-RED
MQTT（消息队列遥测传输）是一种轻量级消息协议，旨在实现设备之间的通信，适用于机器对机器（M2M）或物联网（IoT）环境。MQTT 由 IBM 于 1999 年开发，后来成为一种开放标准。MQTT 设计为一种简单高效的方式，用于在设备之间发送小数据包。它采用发布/订阅消息模式，消息发布到一个代理，然后分发给订阅了特定主题的所有订阅者。这使得设备之间可以通信，而无需知道彼此的 IP 地址或其他网络细节。MQTT 在设备通过不可靠网络（如低带宽或高延迟网络）连接的情况下特别有用，因为它使用的带宽很少且开销低。它还支持服务质量（QoS）级别，允许在消息传递中实现不同的可靠性级别。由于其简单性和高效性，MQTT 已成为 IoT 和 M2M 应用的热门选择，并且被广泛的设备和平台支持。
MQTT 代理是一种服务器，充当 MQTT 消息在基于 MQTT 的 IoT 或 M2M 网络中设备之间交换的中心点。它接收设备发布的消息，并将这些消息分发给订阅了相同主题的其他设备。
MQTT 是 Node-RED 支持的众多协议之一，使其成为构建基于 MQTT 的 IoT 应用的绝佳工具。Node-RED 提供了内置的 MQTT 节点，允许用户连接到 MQTT 代理并发布或订阅消息。这些 MQTT 节点可以通过 Node-RED 界面轻松配置，用户可以指定代理地址、端口、客户端 ID、用户名和密码。这些节点还支持 MQTT 的 QoS 级别，可以设置以确保可靠的消息传递。在 Node-RED 中，用户可以创建处理传入 MQTT 消息的流程，并根据消息的有效负载执行各种操作。例如，一个流程可以订阅温度传感器的 MQTT 主题，解析温度值，然后在温度超过某个阈值时发送警报。Node-RED 还提供了各种节点，用于与其他 IoT 服务和设备集成，例如 HTTP 端点、数据库和云服务。这使得用户可以轻松构建复杂的 IoT 应用，与广泛的设备和服务进行通信。
总体而言，Node-RED 通过其内置的 MQTT 节点以及对其他 IoT 服务和设备的支持，提供了一种简单直观的方式来构建基于 MQTT 的 IoT 应用。
在 reTerminal DM 上开始使用 MQTT 节点
由于 MQTT 节点已内置于 Node-RED 中，因此您可以直接使用 MQTT 节点，而无需额外安装节点。然而，您需要一个 MQTT Broker 来发布或订阅主题消息。因此，以下步骤将介绍如何在 reTerminal DM 上安装本地 MQTT Broker，并利用该 Broker 发送和接收消息。
前置条件
硬件
- 1 x reTerminal DM
- 1 x 主机电脑
主机电脑需要能够通过互联网连接到 reTerminal DM，以执行以下设置步骤。
软件
- MQTT Broker Eclipse Mosquitto
安装 MQTT Broker Eclipse Mosquitto
在本节中，我们将安装 Eclipse Mosquitto，它是一个广泛应用于物联网 (IoT) 和机器对机器 (M2M) 应用的开源 MQTT Broker。Mosquitto 由 Eclipse 基金会开发，并以 Eclipse 公共许可证发布。Mosquitto 设计轻量高效，非常适合在低功耗设备和网络带宽有限的环境中使用。它支持最新的 MQTT 5.0 协议以及早期版本（如 MQTT 3.1.1）。
首先，请复习通过 SSH 访问 reTerminal DM 的知识，具体步骤请参考这里。
一旦通过 SSH 访问了 reTerminal DM，您可以按照以下步骤操作：
步骤 1：通过运行以下命令更新软件包列表：
sudo apt-get update
步骤 2：运行以下命令安装 Mosquitto：
sudo apt-get install mosquitto
步骤 3：运行以下命令安装 Mosquitto 客户端工具：
sudo apt-get install mosquitto-clients
步骤 4：安装完成后，运行以下命令启动 Mosquitto 服务：
sudo systemctl start mosquitto
步骤 5：运行以下命令检查 Mosquitto 是否正在运行：
sudo systemctl status mosquitto
默认情况下，Mosquitto 配置为监听 端口 1883 的 MQTT 流量。您可以通过使用 Mosquitto 客户端工具订阅一个主题来测试安装，如下所示：
打开一个新的 SSH 会话，运行以下命令订阅一个主题：
mosquitto_sub -h localhost -t test
在另一个 SSH 会话中，运行以下命令向同一主题发布一条消息：
mosquitto_pub -h localhost -t test -m "Hello, world!"
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!"。
就这样！您已经成功在 reTerminal DM 上安装了 Mosquitto，并使用 Mosquitto 客户端工具进行了测试。现在让我们深入了解 Node-RED 中的 MQTT 通信。
在 reTerminal DM 上使用 MQTT 节点
在 Node-RED 中，有 MQTT in 和 MQTT out 节点，分别表示订阅和发布。
编辑流程
以下步骤仅用于教程目的，我们将使用 mqtt-in 订阅 mqtt-out 发布到同一主题的消息。
步骤 1：将 mqtt in 节点拖到 流程编辑器 面板
步骤 2：配置 Modbus Server 和 mqtt in 节点
步骤 2-1：双击 mqtt in 节点以打开 节点编辑器面板
步骤 2-2：点击 铅笔 图标以打开服务器配置选项
点击 铅笔 图标后，您应该会看到 添加新 mqtt-broker 配置节点 的配置面板
步骤 2-3：在 连接 选项卡中，请按以下字段进行配置
目前您可以保持 安全性 和 消息 选项卡不变。
步骤 2-4：设置要订阅的主题，这里我们使用 test-mqtt，其他保持默认，然后点击 完成 按钮。
步骤 2-5：以下步骤将介绍 debug 节点，在本例中，它用于查看和调试从 mqtt in 节点订阅的主题输出，如下图所示：
步骤 2-5-1：请将一个 debug 节点拖到 流程编辑器 面板
步骤 2-5-2：将 debug 节点与 mqtt in 节点连接
步骤 2-5-3：点击 选项和配置面板 中的 小虫子按钮 打开 调试控制台
步骤 2-5-4：点击 部署 按钮部署流程
由于我们尚未设置任何 mqtt 主题发布者，因此 调试控制台 中不会显示任何消息。
步骤 3：设置 mqtt out 节点
步骤 3-1：双击 mqtt out 节点以打开 节点编辑器面板
步骤 3-1：请将一个 mqtt out 节点拖到 流程编辑器 面板，如下图所示
步骤 3-1-1：您应该选择我们在 步骤 2-3 中设置的相同服务器，即 localhost:1883
步骤 3-1-2：您必须设置与 步骤 2-4 中的主题设置相同的主题名称，即 test-mqtt。
步骤 3-1-3：同样地，QoS 应与 mqtt in 设置保持一致，设置为 2
步骤 3-1-4：点击 Done 完成设置
步骤 4：设置 inject 节点
步骤 4-1：将 inject 节点拖到 Flow Editor 面板
步骤 4-2：双击 inject 节点以打开 Node editor panel，您将看到 inject 节点的默认设置
步骤 4-2-1：点击 msg.topic 行上的 x 删除该行
步骤 4-2-2：点击 timestamp 选项，在 msg.payload 行打开下拉列表
步骤 4-2-3：在下拉列表中选择 string 选项
步骤 4-2-4：在消息框中输入 this is the message 作为我们将发送到 test-mqtt 主题的消息，然后点击 Done
步骤 4-2-5：将 inject 节点连接到 mqtt out 节点并点击 Deploy
最终结果
恭喜！您现在已经成功体验并学习了如何使用 reTerminal DM 和 node-RED 配合 MQTT 协议，您的最终结果应类似于下图所示：
您可以复制以下 JSON 代码以导入节点：
[
{
"id": "8d317d539464f080",
"type": "tab",
"label": "MQTT",
"disabled": false,
"info": "",
"env": []
},
{
"id": "128fa85f993944d6",
"type": "mqtt in",
"z": "8d317d539464f080",
"name": "",
"topic": "test-mqtt",
"qos": "2",
"datatype": "auto-detect",
"broker": "b6a7c986cb61ea54",
"nl": false,
"rap": true,
"rh": 0,
"inputs": 0,
"x": 300,
"y": 220,
"wires": [
[
"a022e0bf3404fdd9"
]
]
},
{
"id": "a022e0bf3404fdd9",
"type": "debug",
"z": "8d317d539464f080",
"name": "debug 2",
"active": true,
"tosidebar": true,
"console": false,
"tostatus": false,
"complete": "false",
"statusVal": "",
"statusType": "auto",
"x": 500,
"y": 220,
"wires": []
},
{
"id": "9d0098383c96ee8b",
"type": "mqtt out",
"z": "8d317d539464f080",
"name": "",
"topic": "test-mqtt",
"qos": "2",
"retain": "",
"respTopic": "",
"contentType": "",
"userProps": "",
"correl": "",
"expiry": "",
"broker": "b6a7c986cb61ea54",
"x": 520,
"y": 320,
"wires": []
},
{
"id": "3c967b7d5cc112fc",
"type": "inject",
"z": "8d317d539464f080",
"name": "",
"props": [
{
"p": "payload"
}
],
"repeat": "3",
"crontab": "",
"once": true,
"onceDelay": 0.1,
"topic": "",
"payload": "this is the message",
"payloadType": "str",
"x": 340,
"y": 320,
"wires": [
[
"9d0098383c96ee8b"
]
]
},
{
"id": "b6a7c986cb61ea54",
"type": "mqtt-broker",
"name": "",
"broker": "localhost",
"port": "1883",
"clientid": "",
"autoConnect": true,
"usetls": false,
"protocolVersion": "4",
"keepalive": "60",
"cleansession": true,
"birthTopic": "",
"birthQos": "0",
"birthPayload": "",
"birthMsg": {},
"closeTopic": "",
"closeQos": "0",
"closePayload": "",
"closeMsg": {},
"willTopic": "",
"willQos": "0",
"willPayload": "",
"willMsg": {},
"userProps": "",
"sessionExpiry": ""
}
]
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