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Java 开发如何通过 IoT 边缘 ModuleSDK 进行协议转换

news 来源：原创 2024/5/9 4:07:22

操作场景

使用 ModuleSDK 开发插件应用，接入其他协议设备（如 HTTP 请求数据），将其他协议的数据转化为 MQTT 协议 JSON 数据上报到 IoTDA。

代码解析

项目结构如下

ModbusDriver 代码解析

片段一

通过 DriverClient.createFromEnv 初始化客户端，调用 driverClient 来完成数据的发送。

public ModbusDriver() throws GeneraException {
    driverClient = DriverClient.createFromEnv();
}
public void start() throws Exception {
    //设置回调，打开客户端
    driverClient.setGatewayCallback(this);
    driverClient.open();
    loadConfig();
    startCollection();
}

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片段二

此为模拟 http 请求的代码，随机数模拟设备数采。

    private void startCollection() {
        scheduler.scheduleAtFixedRate(() -> {
            String s = null;
            //todo 采集点位数据，保存到points
            try {
                //1、主动发HTTP请求采集子设备数据
//                s = HttpUtils.doGet("http://127.0.0.1:8080/module/sdk", null);
//                System.out.println(s);
//                Module module = JSON.parseObject(s, Module.class);
                //2、模拟设备数采数据
                 //构造上报参数 设备id.服务id.属性
                Module module = new Module();
                module.setStatus(String.valueOf(Math.random()));
                module.setTemp(String.valueOf(Math.random()));
                points.put("bf40f0c4-4022-41c6-a201-c5133122054a.BasicData.status", module.getStatus());
                points.put("bf40f0c4-4022-41c6-a201-c5133122054a.BasicData.temp", module.getTemp());
            } catch (Exception exception) {
                System.out.println("http请求异常");
            }
            //上报数据
            List<DeviceService> devices = new LinkedList<>();
            for (Device device : modbusCfg.getDevices()) {
                List<ServiceData> services = new LinkedList<>();
                for (Service service : device.getServices()) {
                    Map<String, Object> properties = new HashMap<>();
                    for (Property property : service.getProperties()) {
                        String key = device.getId() + "." + service.getServiceId() + "." + property.getPropertyName();
                        properties.put(property.getPropertyName(), points.get(key));
                    }
                    services.add(new ServiceData(service.getServiceId(), properties, ZonedDateTime.now()));
                }
                String deviceId = deviceIds.get(device.getId());
                if (deviceId != null) {
                    devices.add(new DeviceService(deviceId, services));
                }
            }
            try {
                driverClient.reportSubDevicesProperties(new SubDevicesPropsReport(devices));
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("上报数据异常" + e.getMessage());
            }
        }, 0, modbusCfg.getPeriod(), TimeUnit.SECONDS);
    }

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片段三

查看“modbus.json”文件，点位上报数据关系对应：设备 id.模型 id.服务 id.属性名；设备 id 需要与添加边缘设备时设置的“设备标识码”一致。

{
  "period": 10,
  "server": "10.69.33.154:502",
  "devices": [{
    "id": "bf40f0c4-4022-41c6-a201-c5133122054a",
    "product_id": "6247f7e36fe7862a3aa0d803",
    "name": "TEST1",
    "slave_id": 1,
    "services": [{
      "service_id": "BasicData",
      "properties": [{
        "property_name": "status",
        "register_address": 0,
        "data_type": "string"
      },{
        "property_name": "temp",
        "register_address": 1,
        "data_type": "string"
      }]
    }]
  }]
}

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片段四

查看“device_ids.json”文件，设备 id 需要与添加边缘设备时设置的“设备标识码”一致。

{
  "bf40f0c4-4022-41c6-a201-c5133122054a": "bf40f0c4-4022-41c6-a201-c5133122054a"
}

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片段五

平台对部署此应用模块下的设备下发命令后，回调此函数。

    @Override
    public CommandRsp onDeviceCommandCalled(String requestId, Command command) {
        // command json体
        //{
        //    "object_device_id": "bf40f0c4-4022-41c6-a201-c5133122054a", 设备id
        //    "service_id": "BasicData", 模型service_id
        //    "command_name": "Control",  命令下发名称
        //    "paras": {                   命令下发参数
        //    "State": "1"
        //}
        //}
        // 响应示例
        return new CommandRsp(200, "supported ok", null);
    }

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片段六

平台对部署此应用模块下的设备的影子属性配置后,回调此函数。

    @Override
    public IotResult onDevicePropertiesSet(String requestId, PropsSet propsSet) {
        //propsSet的json结构体
        //    {
        //        "object_device_id": "bf40f0c4-4022-41c6-a201-c5133122054a", 设备id
        //        "services": [
        //        {
        //            "service_id": "$config",  模型service_id
        //            "properties": {
        //            "password": ""            模型属性
        //        }
        //        },
        //        {
        //            "service_id": "BasicData",   模型service_id
        //            "properties": {              模型属性
        //            "status": "123",
        //             "temp": "123"
        //        }
        //        }
        //]
        //    }
        // 响应
        return new IotResult(200, "supported");
    }

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片段七

子设备收到属性获取的请求后,调用此函数。

设备接入后，可通过 IOTDA 提供的接口触发此函数，请参考IOTDA接口指引。

    @Override
    public PropsGetRsp onDevicePropertiesGet(String requestId, PropsGet propsGet) {
        //propsGet的json结构体
        //{
        //    "objectDeviceId": "bf40f0c4-4022-41c6-a201-c5133122054a",
        //    "serviceId": "BasicData"
        //}
        return new PropsGetRsp();
    }

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片段八

边缘设备的影子属性配置后,回调此函数。

    @Override
    public void onDeviceShadowReceived(String requestId, ShadowGetRsp shadowGetRsp) {
        //    {
        //        "objectDeviceId": "bf40f0c4-4022-41c6-a201-c5133122054a", 设备id
        //        "shadow": [
        //        {
        //            "desired": {
        //            "eventTime": "2022-05-07T07:44:53Z[UTC]",
        //                "properties": {
        //                "status": "22222222222",             设备影子期望属性
        //                    "temp": "11111111111111"         设备影子期望属性
        //            }
        //        },
        //            "reported": {
        //            "eventTime": "2022-05-07T07:34:15Z[UTC]",
        //                "properties": {
        //                "status": "1595803812",          设备上报属性
        //                    "temp": "-947623559"         设备上报属性
        //            }
        //        },
        //            "serviceId": "BasicData",            模型服务id
        //            "version": 19
        //        }
        //]
        //    }
    }

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片段九

平台对部署此应用模块下的节点的添加边缘设备后,回调此函数。

注意：

部署边缘设备的模块 id 是集成了 ModuleSDK 应用的模块 ID。

    @Override
    public void onSubDevicesAdded(String eventId, AddSubDevicesEvent addSubDevicesEvent) {
        //  addSubDevicesEvent的json结构体
        //    {
        //        "devices": [
        //        {
        //            "description": "",              描述
        //            "deviceId": "bf40f0c4-4022-41c6-a201-c5133122054a",     设备id
        //            "extensionInfo": {
        //            "module_id": "user_ot_test"       模块id
        //        },
        //            "fwVersion": "",
        //            "name": "TEST1",
        //            "nodeId": "bf40f0c4-4022-41c6-a201-c5133122054a",        设备id
        //            "parentDeviceId": "720259701929160704",  父设备id
        //            "productId": "6247f7e36fe7862a3aa0d803",  模型id
        //            "status": "INACTIVE",              状态
        //            "swVersion": ""
        //        }
        //],
        //        "version": 13
        //    }
        //保存本地设备Id与云端设备Id映射关系
    }

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片段十

平台对部署此应用模块下的节点的删除边缘设备后,回调此函数。

注意：

部署边缘设备的模块 id 是集成了 ModuleSDK 应用的模块 ID。

    @Override
    public void onSubDevicesDeleted(String eventId, DeleteSubDevicesEvent deleteSubDevicesEvent) {
        // deleteSubDevicesEvent的json结构体
        //    {
        //        "devices": [
        //        {
        //            "description": "",
        //            "deviceId": "bf40f0c4-4022-41c6-a201-c5133122054a",
        //            "fwVersion": "",
        //            "name": "",
        //            "nodeId": "bf40f0c4-4022-41c6-a201-c5133122054a",
        //            "parentDeviceId": "720259701929160704",
        //            "productId": "",
        //            "status": "",
        //            "swVersion": ""
        //        }
        //],
        //        "version": 14
        //    }
    }

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片段十一

收到获取模型的请求，调用此函数。

    @Override
    public void onGetProductsResponse(String eventId, GetProductsRspEvent response) {
        //使用 driverClient.getProducts()可获得模型数据
        //try {
        //    GetProductsEvent event = new GetProductsEvent();   
        //event.setProductIds(Collections.singletonList("6247f7e36fe7862a3aa0d803"));
        //   driverClient.getProducts("12345", event);
        //} catch (JsonException e) {
        //    log.error("getProducts exception:" + e);
        //}
        // response的json结构体
        //    {
        //        "products": [
        //        {
        //            "dataFormat": "json",
        //            "description": "",
        //            "deviceType": "moduleSDK测试",            模型名字
        //            "industry": "",
        //            "name": "moduleSDK测试",
        //            "productId": "6247f7e36fe7862a3aa0d803",      模型id
        //            "protocolType": "MQTT",
        //            "serviceCapabilities": [
        //            {
        //                "commands": [
        //                {
        //                    "commandName": "Control",    命令名称
        //                    "paras": [                   命令配置
        //                    {
        //                        "dataType": "string",
        //                        "max": "2147483647",
        //                        "maxLength": 200,
        //                        "min": "1",
        //                        "paraName": "State",
        //                        "required": true,
        //                        "step": 0.0,
        //                        "unit": ""
        //                    }
        //                        ]
        //                }
        //                ],
        //                "description": "",
        //                "option": "Optional",
        //                "properties": [                 属性配置
        //                {
        //                    "dataType": "string",
        //                    "maxLength": 50,
        //                    "method": "R",
        //                    "propertyName": "temp",
        //                    "required": false,
        //                    "step": 0.0
        //                },
        //                {
        //                    "dataType": "string",
        //                    "maxLength": 50,
        //                    "method": "RW",
        //                    "propertyName": "status",
        //                    "required": false,
        //                    "step": 0.0
        //                }
        //                ],
        //                "serviceId": "BasicData",
        //                "serviceType": "BasicData"
        //            },
        //            {
        //                "description": "mqtt_config",
        //                "option": "Optional",
        //                "properties": [
        //                {
        //                    "dataType": "string",
        //                    "description": "mqtt设备接入平台密码",
        //                    "max": "32",
        //                    "maxLength": 10240,
        //                    "method": "RW",
        //                    "min": "8",
        //                    "propertyName": "password",
        //                    "required": false,
        //                    "step": 0.0
        //                }
        //                ],
        //                "serviceId": "$config",
        //                "serviceType": "$config"
        //            }
        //        ]
        //        }
        //]
        //    }
    }

复制代码

注册节点

注册节点，请参照注册边缘节点。

设备建模

1.访问IoT边缘，单击“立即使用”进入 IoT 边缘控制台。

2.在左侧导航中选择“设备建模”，单击页面右上角“创建产品”。

3.填写参数信息，如图所示，单击“立即创建”。

4.进入产品详情页，单击“自定义模型”，添加“BasicData”服务 ID，并“确认”。

5.展开服务列表，依次添加“temp”、“status”两个属性。

6.单击添加命令，添加 Control 命令名称。

7.单击新增下发参数，填写对应参数。

说明：

产品 ID、服务 ID、属性名称需要与代码中示例保持一致。

项目打包

打包参考项目打包

将 modbusdriver 进行打包得到 modbusdriver.jar。

制作镜像包

将 jar 文件打包成镜像文件上，请参照制作镜像包或插件包。

dockerfile 内容参照如下（具体可参考编写高效的Dockerfile ）。

FROM registry-cbu.huawei.com/csopenjdk/openjdk

RUN mkdir -p /opt/iot/edge/monitor / && chmod -R 777 /opt/

COPY monitor /opt/iot/edge/monitor

USER root

EXPOSE 8080

CMD ["java", "-jar", "/opt/iot/edge/monitor/monitor-app.jar", "run"]

#构造镜像

#docker build -t edge_monitor:1.0.0 /home --no-cache

#打标签

#docker tag edge_monitor:1.0.0 swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/iot_edge_test/ot_test:v1

#推送

#docker push swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/iot_edge_test/ot_test:v1

#打成镜像包

#docker save swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/iot_edge_test/ot_test:v1 > ot_test.tar

添加应用

以容器镜像方式为例，镜像包上传到容器镜像服务 SWR 后，创建应用。

1.在 IoT 边缘单击创建应用，进入软件部署配置、运行配置，并确认发布。

2.在左侧导航栏，单击“应用管理”，选择“应用名称”进入页面，查看应用为“已发布”状态。

部署应用

部署应用，具体请参考部署应用，进入我们的节点详情页安装应用。

添加边缘设备

1.进入边缘节点概览页，在左侧导航中选择“边缘设备”，单击“添加边缘设备”。

  • 所属产品：选择设备建模中创建的产品

  • 设备标识码：与代码示例保持一致

  • 设备名称：与代码示例保持一致

  • 模块 ID: 与部署应用的模块 id 保持一致

2.单击“确认”，添加设备完成。

启动 HTTP 服务端，进入设备详情页可看到上报的数据。设备状态显示未激活。如需更改可参照集成ModuleSDK后，上报数据成功后，设备状态显示为未激活，如何上报子设备状态？

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