如何使用4G模块通过MQTT协议传输温湿度数据到onenet

2024-02-12 23:22:22

本次实验是采用SIM7600CE 4G cat4 模块进行操作的，本模块支持GNSS定位功能。也可以采用别的4G模块，只要支持TCP传输就行。本模块支持的AT命令相当强大，拥有TCP&UDP命令集，HTTP命令集，MQTT命令集。本模块虽然已经支持了MQTT功能，但是我们在实际研发项目中，为了保持项目的可移植性和兼容性，通常不会使用模块自带的MQTT命令集，而是用代码实现MQTT上层功能，底层再调用模块的TCP AT命令集。

一、MQTT简介

MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。它是IBM 1999年发布的一个用于物联网的协议.MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的，这些特点使它适用范围非常广泛。

在很多情况下，包括受限的环境中，如：机器与机器（M2M）通信和物联网（IoT）。其在，通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用。

MQTT设计思想是开放、简单、轻量、易于实现。这些特点使它适用于受限环境。

例如，但不仅限于此：
网络代价昂贵，带宽低、不可靠。
在嵌入设备中运行，处理器和内存资源有限。

该协议的特点有：

使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合；
对负载内容屏蔽的消息传输；
使用 TCP/IP 提供网络连接；
有三种消息发布服务质量：
小型传输，开销很小（固定长度的头部是 2 字节），协议交换最小化，以降低网络流量；
使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制。

二、ONENET平台

OneNET是由中国移动打造的物联网开放平台。平台能够帮助开发者轻松实现设备接入与设备连接，快速完成产品开发部署，为智能硬件、智能家居产品提供完善的物联网解决方案。

OneNET具备如下功能：

专网专号：中国移动基于物联网特点打造的专业化网络通道，提供“云-管-端”一体化的智能管道和支撑系统，支持工业级、车规级的专网卡和通信模组；
海量连接：基于多类型标准协议和API开发满足海量设备的高并发快速接入；
在线监控：实现终端设备的监控管理、在线调试、实时控制功能；
数据存储：基于分布式云存储、消息对象结构、丰富的数据调用接口实现数据高并发读、写库操作，有效保障数据的安全；
消息分发：将采集的各类数据通过消息转发、短彩信推送、APP信息推送方式快速告知业务平台、用户手机、APP客户端，建立双向通信的有效通道；
能力输出：汇聚中国移动短彩信、位置服务、视频服务、公有云等核心能力，提供标准API接口，缩短终端与应用的开发周期；
事件告警：打造事件触发引擎，用户可以基于引擎快速实现应用逻辑编排；
数据分析：基于Hadoop等提供统一的数据管理与分析能力。

三、如何接入OneNet

用户要接入 OneNet，

首先要在 OneNet 平台上进行注册用户、创建设备等一系列准备工作，
然后要通过网络和 OneNet 服务器建立TCP 连接，
最后将用户数据按照一定的协议(比如：EDP、RestFul API，MQTT)打包上传至 OneNet 平台，从而实现设备终端接入。
用户注册:
在接入 OneNet 之前，需在平台网站注册用户账户，登陆网址：http://open.iot.10086.cn/，显示如下界面：

如上图：点击右上角进行注册.

注册完成后，进行登录，如下：

如上图所示，点击MQTT物联网套件:

如上图所示，选择多协议接入:

如上图，点击添加产品，onenet平台MQTT协议框架下分为产品ID和设备ID，可以建立多个不同的产品，每个产品拥有不同的设备，设备以ID号进行区分。

如上图所示进行选择，接下来还有操作系统选择linux，网络运营商选择移动，因为模块使用的移动的usim卡，可以根据自己模块卡类型进行选择。

如上图所示，再点击添加设备：

点击右上角添加设备，

点击添加，

如上图所示，产品添加成功后的截图，显示为离线状态，当4G模块有数据上传的时候，就会显示为在线。

四、单片机&4G模块与ONENET服务器通信

下面讲解一下如何用单片机通过串口AT命令驱动4G模块与ONENET服务器进行连接，单片机采用STM32F103RBT6，开发环境采用MDK5.

如上图所示，606923821表示设备ID，PZqqtD0O=5lNOex4NshJn0RLflY= 表示API KEY

如上图，点击查看，输入手机号发送验证码即可获得，357092表示产品ID，上图的产品ID是424250，可根据自己的情况进行填写。

CAT11表示鉴权信息，鉴权信息可以在设备列表-设备详情进行获取。183.230.40.3, 6002 表示onenet平台的服务器和端口号，有了这些信息就可以用4G模块和自己创建的产品进行通信了。

如下图所示：既可观察设备的上下线情况，以及设备的数据

五、资料获取及硬件

后台回复 mqtt 即可获得对应的源代码功能。
文中单片机 STM32F103RBT6 可以自行到某宝搜索，
推荐如下：
用的SIM卡可以用手机卡也可以用物联网卡，
4g模块通用的模块即可。