使用RIOT/Google IoT/MQTT的环境站

描述

你好，为了更好地理解这篇文章，我建议你阅读上一篇关于第一部分的链接：使用谷歌云物联网和MQTT的环境站

这一次，在上一篇文章中开发的基于云的组件之上构建，我不得不将虚拟环境站替换为使用RIOT-OS和MQTT-SN协议构建的新环境站。

结构概述

这里的组件：

 

• 2（或更多）由RIOT-OS实现的设备，它们能够使用本机模拟器生成随机值或真实硬件；
• 一个MQTT-SN代理（本例中为mosquitto.rsmb ），用于将所有消息从设备转发到网关；
• 一个简单的网关（或透明桥），由Python 实现，用于从RIOT-OS设备收集数据并将其发送到谷歌云平台；
• 谷歌云平台，提供Cloud IoT 核心和Pub/Sub API，用于管理连接、设备以及与 Web 应用程序交换的消息；
• 使用nodejs + express和一些其他相关框架构建的 web 应用程序；
• 用于存储的Mongodb NoSQL 数据库程序；

注意：我的github上提供的代码适用于我的个人 google 帐户上的凭据。我没有上传密钥，如果你想运行它，你需要自己设置。

RIOT-OS 简介

RIOT 是一种小型实时多线程操作系统，适用于网络化、内存受限的系统，专注于低功耗无线物联网 (IoT) 设备。它是开源软件，根据 GNU 宽通用公共许可证 ( LGPL ) 发布。

它基于以下设计原则：能效、实时能力、内存占用小、模块化和统一的 API 访问，独立于底层硬件。

它支持多个驱动程序，允许用户开箱即用。此外，依赖于硬件的代码被减少到最低限度，并从内核本身中抽象出来。

 

这些特性，以及在多个平台上运行的可能性，包括嵌入式设备以及普通 PC（带有“本机板”），使 RIOT-OS 成为构建物联网系统的绝佳选择。

为什么选择 MQTT-SN？

MQTT-SN 被设计为尽可能接近 MQTT，但它适应无线通信环境的特殊性，如低带宽、高链路故障、短消息长度等。它还针对低带宽的实现进行了优化。 - 成本低、处理和存储资源有限的电池供电设备。

 

但是，MQTT-SN 不是 MQTT，因此它需要一个透明网关，它是一个守护进程或小型服务器，它通过多个传输接收传入的 MQTT-SN 数据并将它们转换为适合连接到 MQTT 服务器的 MQTT。

网关设置

假设您已经完成了上一篇文章“云平台设置”部分的说明，还需要以下步骤才能使这部分工作：

• 网关被谷歌云平台识别为简单设备，那么您需要将其添加到之前创建的设备集中。这里刷新一下如何做到这一点：https ://cloud.google.com/iot/docs/how-tos/devices?authuser=1 ；
• 将 root.pem 证书的副本（之前生成的）放在devices_RIOT/gateway文件夹中；

 

• 打开gateway.py文件并更改顶部的设置部分，以将其与您的配置文件连接：

# SETUP
project_id = 'your_project_ID'
registry_id = 'your_register_ID'
cloud_region = 'your_region'
device_id = 'your_device_ID'
sub_topic = 'your_topic'

• 然后运行：

$ python gateway_RIOT.py

原生板

在本节中，我将展示如何设置项目以使其在本机板模拟器上运行，这样您就可以在笔记本电脑上简单地试用它而无需外部板。

• 由于代码基于emcute_mqttsn示例，因此部分设置也非常相似。因此，要运行 mosquitto RSMB （真正的小型消息代理），只需按照以下链接中“设置代理”部分的说明进行操作：https ://github.com/RIOT-OS/RIOT/tree/master/示例/emcute_mqttsn
• 由于我们使用的是原生板，我们还需要在devices_RIOT文件夹中设置运行这两个命令的虚拟网络接口：

$ sudo ./RIOT/dist/tools/tapsetup/tapsetup

$ sudo ip a a fec0:affe::1/64 dev tapbr0

• 选择一个设备文件夹并通过以下方式运行它：

$ BOARD=native make all term PORT=tap0

• 此时，我们应该有这种情况，左边是设备，右上角是蚊子代理，右下角是网关

 

• 要完成设置，请在设备终端上（已经工作！），运行以下两个命令：

> ifconfig 5 add fec0:affe::99

> con fec0:affe::1 1885

• 现在，设备已连接到代理并准备好使用 pub/sub 范例的所有功能。要查看所有功能运行命令help，否则，直接开始自主发送，只需运行：

> start ...

• 这是最后的情况

 

正如我们所见，RIOT 设备通过 MQTT-SN 代理将遥测数据发送到网关，网关最终将它们发送到谷歌云平台。

结论

总之，该应用程序现在能够从之前实现的虚拟设备和新的 RIOT-OS 实现中检索数据。

其他一些有用的设置链接是：

• https://riot-os.org/
• https://github.com/RIOT-OS/RIOT

对于下一个任务：

• https://www.hackster.io/ivagnesmanuel/testing-riot-os-devices-on-iot-lab-using-lorawan-and-ttn-fb8115