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使用 Node-RED 和 MQTT 的 reComputer R1000

简介​

MQTT (消息队列遥测传输) 是一种轻量级消息协议，因其高效性和低带宽需求而非常适合物联网 (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 可以在边缘设备与中央服务器或其他设备之间实现无缝连接，从而促进高效的数据传输和处理。reComputer R1000 边缘控制器通过原生支持 MQTT，无需额外的硬件网关即可直接在 reComputer R1000 上安装 MQTT 代理。这减少了复杂性，最小化了延迟，并提高了可靠性，因为数据可以在边缘处理和执行，而无需依赖外部中介，从而优化了物联网系统架构。

开始之前​

在开始此项目之前，您需要提前准备好硬件和软件，如下所述。

硬件准备​

reComputer R1000
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软件准备​

我们已经准备了一份 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 reComputer R1000 设置为 MQTT 代理​

  • 步骤 01：通过 SSH 或 VNC 连接到 reComputer R1000，并更新 Raspberry Pi OS：
sudo apt update
  • 步骤 02：然后，在设备上安装 Mosquitto。打开终端并执行以下命令：
sudo apt-get install mosquitto
  • 步骤 03：接下来，通过在终端中执行以下命令安装 Mosquitto 命令行客户端：
sudo apt-get install mosquitto-clients -y
  • 步骤 04：完成 MQTT 代理安装后，需要调整其配置文件。默认配置文件位于 /etc/mosquitto/mosquitto.conf。要访问并修改此文件，请在终端中使用 nano 编辑器执行以下命令：
sudo nano /etc/mosquitto/mosquitto.conf

在配置文件中，我们将通过以下行禁用默认配置设置：

include_dir /etc/mosquitto/conf.d

修改为：

#include_dir /etc/mosquitto/conf.d

接下来，我们将通过添加以下行强制执行禁止匿名用户连接到代理的策略：

allow_anonymous false

为了安全存储密码，我们将指定一个文件位置，添加以下内容：

password_file /etc/mosquitto/pwfile

然后，为了将监听端口设置为 1883，我们将添加以下内容：

listener 1883

按下 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以授予 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>

生成用户名和密码后，重启 reComputer R1000：

sudo reboot

您可以通过在终端中输入以下命令启动 Mosquitto 代理：

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 代理在系统启动时自动初始化

测试连接​

  • 步骤 01：打开一个新的 SSH 会话或终端，运行以下命令订阅一个主题：
mosquitto_sub -h localhost -t test -u <USER> -P <PASSWORD>
  • 步骤 02：在另一个 SSH 会话或终端中，运行以下命令向相同的主题发布一条消息。请确保正确输入用户名和密码。
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!"。请确保正确输入用户名和密码。

编辑流程​

MQTT 输入节点

MQTT-in 节点订阅 MQTT 主题并从代理接收消息。当某个已订阅主题收到消息时，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以进行进一步处理。

  • 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 节点以打开其配置对话框。

  • 步骤 03 在配置对话框中，配置以下字段：

    • 服务器：确保代理的详细信息已预填充。如果没有，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，可以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：输入您想要订阅的 MQTT 主题。
    • QoS：选择消息传递的所需服务质量（QoS）级别（0、1 或 2）。
    • 名称：可选，为您的节点分配一个有意义的名称。

  • 步骤 04 点击“完成”以保存配置。

MQTT 输出节点

MQTT-out 节点（MQTT 输出）用于向 MQTT 主题发布消息。您可以配置要发布的主题和消息负载，该负载可以是静态的，也可以是基于流程中其他节点的数据动态生成的。

  • 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 节点以打开其配置对话框。

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

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

  • 步骤 05 点击“完成”以保存代理设置。

  • 步骤 06 在配置对话框中，配置以下字段：

    • 主题：输入您想要发布消息的 MQTT 主题。

    • QoS：选择消息传递的所需服务质量（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，为您的节点分配一个有意义的名称。

  • 步骤 07 点击“完成”以保存配置。

我们使用注入节点以一定的时间间隔注入消息，同时使用调试节点检查已发布的消息。

您可以查看以下图形化表示，以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！我们致力于为您提供多种支持，确保您使用我们的产品时体验顺畅。我们提供了多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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