Java开发如何通过IoT边缘ModuleSDK进行协议转换？
摘要：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。
本文分享自华为云社区《【华为云IoTEdge开发实战】Java开发如何通过IoT边缘ModuleSDK进行协议转换》，作者： 华为IoT云服务 。
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();
}
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);
}
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"
}]
}]
}]
}
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"
}
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);
}
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");
}
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();
}
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
// }
//]
// }
}
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
}
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
// }
}
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"
// }
// ]
// }
//]
// }
}
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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