基于开源Java MQTT Client的阿里云物联网平台RRPC功能测试

简介: 本文主要基于开源Java MQTT Client,分别针对系统Topic和自定义Topic,演示阿里云物联网平台RRPC的实现。

作者:俏巴

概述

MQTT协议是基于PUB/SUB的异步通信模式,不适用于服务端同步控制设备端返回结果的场景。物联网平台基于MQTT协议制定了一套请求和响应的同步机制,无需改动MQTT协议即可实现同步通信。物联网平台提供API给服务端,设备端只需要按照固定的格式回复PUB消息,服务端使用API,即可同步获取设备端的响应结果。RRPC:Revert-RPC。RPC(Remote Procedure Call)采用客户机/服务器模式,用户不需要了解底层技术协议,即可远程请求服务。RRPC则可以实现由服务端请求设备端并能够使设备端响应的功能。本文主要基于开源Java MQTT Client,分别针对系统Topic和自定义Topic,演示阿里云物联网平台RRPC的实现。

RRPC原理

image.png

  • 1、物联网平台收到来自用户服务器的RRPC调用,下发一条RRPC请求消息给设备。消息体为用户传入的数据,Topic为物联网平台定义的Topic,其中含有唯一的RRPC消息ID。
  • 2、设备收到下行消息后,按照指定Topic格式(包含之前云端下发的唯一的RRPC消息ID)回复一条RRPC响应消息给云端,云端提取出Topic中的消息ID,和之前的RRPC请求消息匹配上,然后回复给用户服务器。
  • 3、如果调用时设备不在线,云端会给用户服务器返回设备离线的错误;如果设备没有在超时时间内(8秒内)回复RRPC响应消息,云端会给用户服务器返回超时错误。

更多原理介绍可以参考阿里云官方文档

实验测试

准备工作
1、创建产品和设备

参考:阿里云物联网平台Qucik Start 创建产品和设备部分。

2、创建自定义Topic

image.png

3、开源SDK的使用

参考:基于开源JAVA MQTT Client连接阿里云IoT

4、服务端RRpc API的调用:调用该接口向指定设备发送请求消息,并同步返回响应。

这里我们使用Open API Explorer快速测试调用,RRPC测试地址

image.png

系统Topic测试

参数:

RRPC调用的系统Topic格式如下:

  • RRPC请求消息Topic:/sys/${YourProductKey}/${YourDeviceName}/rrpc/request/${messageId}
  • RRPC响应消息Topic:/sys/${YourProductKey}/${YourDeviceName}/rrpc/response/${messageId}
  • RRPC订阅Topic:/sys/${YourProductKey}/${YourDeviceName}/rrpc/request/+

1、设备端Code

import com.alibaba.taro.AliyunIoTSignUtil;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.*;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class IoTRRPCForSysTopic {

    // 设备三元组信息
    public static String productKey = "******";
    public static String deviceName = "******";
    public static String deviceSecret = "********";
    public static String regionId = "cn-shanghai";

    // RRPC 系统Topic
    private static String subTopic = "/sys/" + productKey + "/" + deviceName+ "/rrpc/request/+";
    private static MqttClient mqttClient;

    public static void main(String [] args) {

        initAliyunIoTClient();

        // RRPC订阅Topic
        try {
            mqttClient.subscribe(subTopic);
        } catch (MqttException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        mqttClient.setCallback(new MqttCallback() {
            @Override
            public void connectionLost(Throwable cause) {
                System.out.println("connectionLost:" + cause.getMessage());
            }

            @Override
            public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {
                System.out.println("message: " + new String(message.getPayload()));

                // 根据RRPC请求消息Topic,构建RRPC响应消息Topic
                String responseTopic = topic.replace("request","response");
                MqttMessage message1 = new MqttMessage("resonse demo".getBytes("utf-8"));
                mqttClient.publish(responseTopic,message1);
            }

            @Override
            public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {
//                System.out.println("IMqttDeliveryToken: " + token);
            }
        });
    }

    /***
     * 初始化Client
     */
    private static void initAliyunIoTClient() {

        try {
            String clientId = "java" + System.currentTimeMillis();

            Map<String, String> params = new HashMap<>(16);
            params.put("productKey", productKey);
            params.put("deviceName", deviceName);
            params.put("clientId", clientId);
            String timestamp = String.valueOf(System.currentTimeMillis());
            params.put("timestamp", timestamp);

            // cn-shanghai
            String targetServer = "tcp://" + productKey + ".iot-as-mqtt." + regionId + ".aliyuncs.com:1883";

            String mqttclientId = clientId + "|securemode=3,signmethod=hmacsha1,timestamp=" + timestamp + "|";
            String mqttUsername = deviceName + "&" + productKey;
            String mqttPassword = AliyunIoTSignUtil.sign(params, deviceSecret, "hmacsha1");

            connectMqtt(targetServer, mqttclientId, mqttUsername, mqttPassword);

        } catch (Exception e) {
            System.out.println("initAliyunIoTClient error " + e.getMessage());
        }
    }

    public static void connectMqtt(String url, String clientId, String mqttUsername, String mqttPassword) throws Exception {

        MemoryPersistence persistence = new MemoryPersistence();
        mqttClient = new MqttClient(url, clientId, persistence);
        MqttConnectOptions connOpts = new MqttConnectOptions();
        // MQTT 3.1.1
        connOpts.setMqttVersion(4);
        connOpts.setAutomaticReconnect(false);
        connOpts.setCleanSession(true);

        connOpts.setUserName(mqttUsername);
        connOpts.setPassword(mqttPassword.toCharArray());
        connOpts.setKeepAliveInterval(60);

        mqttClient.connect(connOpts);
    }
}

2、服务端下发消息

image.png

3、设备端订阅情况

image.png

自定义Topic测试

参数

RRPC调用自定义Topic的格式如下:

  • RRPC请求消息Topic:/ext/rrpc/${messageId}/${topic}
  • RRPC响应消息Topic:/ext/rrpc/${messageId}/${topic}
  • RRPC订阅Topic:/ext/rrpc/+/${topic}

1、设备端Code

import com.alibaba.taro.AliyunIoTSignUtil;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.*;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class IoTRRPCForPersonalTopic {

    // 设备三元组信息
    public static String productKey = "******";
    public static String deviceName = "******";
    public static String deviceSecret = "********";
    public static String regionId = "cn-shanghai";

    // RRPC 自定义Topic
    private static String personalTopic = "/" + productKey + "/" + deviceName + "/user/rrpcdemo";
    private static String subTopic = "/ext/rrpc/+" + personalTopic;
    private static MqttClient mqttClient;

    public static void main(String [] args){

        initAliyunIoTClient();

        try {
            mqttClient.subscribe(subTopic);
        } catch (MqttException e) {
            e.printStackTrace();

            System.out.println(e.getMessage());
        }

        mqttClient.setCallback(new MqttCallback() {
            @Override
            public void connectionLost(Throwable cause) {
                System.out.println("connectionLost");
            }

            @Override
            public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {
                System.out.println("topic: " + topic);
                System.out.println("message: " + new String(message.getPayload()));

                // 设置响应 Topic 及 message
                MqttMessage msg = new MqttMessage("demo".getBytes());
                mqttClient.publish(topic,msg);
            }

            @Override
            public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {
//                System.out.println("IMqttDeliveryToken: " + token);
            }
        });
    }

    /***
     * 初始化Client
     */
    private static void initAliyunIoTClient() {

        try {
            String clientId = "java" + System.currentTimeMillis();

            Map<String, String> params = new HashMap<>(16);
            params.put("productKey", productKey);
            params.put("deviceName", deviceName);
            params.put("clientId", clientId);
            String timestamp = String.valueOf(System.currentTimeMillis());
            params.put("timestamp", timestamp);

            // cn-shanghai
            String targetServer = "tcp://" + productKey + ".iot-as-mqtt."+regionId+".aliyuncs.com:1883";

            // 从云端下发自定义格式Topic的RRPC调用命令到设备端时,设备端必须在进行MQTT CONNECT协议设置时,在clientId中增加ext=1参数。
            String mqttclientId = clientId + "|securemode=3,signmethod=hmacsha1,timestamp=" + timestamp + ",ext=1|";
            String mqttUsername = deviceName + "&" + productKey;
            String mqttPassword = AliyunIoTSignUtil.sign(params, deviceSecret, "hmacsha1");

            connectMqtt(targetServer, mqttclientId, mqttUsername, mqttPassword);

        } catch (Exception e) {
            System.out.println("initAliyunIoTClient error " + e.getMessage());
        }
    }

    public static void connectMqtt(String url, String clientId, String mqttUsername, String mqttPassword) throws Exception {

        MemoryPersistence persistence = new MemoryPersistence();
        mqttClient = new MqttClient(url, clientId, persistence);
        MqttConnectOptions connOpts = new MqttConnectOptions();
        // MQTT 3.1.1
        connOpts.setMqttVersion(4);
        connOpts.setAutomaticReconnect(false);
        connOpts.setCleanSession(true);

        connOpts.setUserName(mqttUsername);
        connOpts.setPassword(mqttPassword.toCharArray());
        connOpts.setKeepAliveInterval(60);

        mqttClient.connect(connOpts);
    }
}

注意

从云端下发自定义格式Topic的RRPC调用命令到设备端时,设备端必须在进行MQTT CONNECT协议设置时,在clientId中增加ext=1参数。
2、服务端下发消息

image.png

3、设备端订阅情况

image.png

参考链接
调用系统Topic
调用自定义Topic

相关实践学习
钉钉群中如何接收IoT温控器数据告警通知
本实验主要介绍如何将温控器设备以MQTT协议接入IoT物联网平台,通过云产品流转到函数计算FC,调用钉钉群机器人API,实时推送温湿度消息到钉钉群。
阿里云AIoT物联网开发实战
本课程将由物联网专家带你熟悉阿里云AIoT物联网领域全套云产品,7天轻松搭建基于Arduino的端到端物联网场景应用。 开始学习前,请先开通下方两个云产品,让学习更流畅: IoT物联网平台:https://iot.console.aliyun.com/ LinkWAN物联网络管理平台:https://linkwan.console.aliyun.com/service-open
相关文章
|
17天前
|
SQL 监控 数据可视化
完全开源!国内首个完全开源JAVA企业级低代码平台
JeeLowCode 是一款专为企业打造的 Java 企业级低代码开发平台,通过五大核心引擎(SQL、功能、模板、图表、切面)和四大服务体系(开发、设计、图表、模版),简化开发流程,降低技术门槛,提高研发效率。平台支持多端适配、国际化、事件绑定与动态交互等功能,广泛适用于 OA、ERP、IoT 等多种管理信息系统,帮助企业加速数字化转型。
|
1月前
|
存储 消息中间件 安全
JUC组件实战:实现RRPC(Java与硬件通过MQTT的同步通信)
【10月更文挑战第9天】本文介绍了如何利用JUC组件实现Java服务与硬件通过MQTT的同步通信(RRPC)。通过模拟MQTT通信流程,使用`LinkedBlockingQueue`作为消息队列,详细讲解了消息发送、接收及响应的同步处理机制,包括任务超时处理和内存泄漏的预防措施。文中还提供了具体的类设计和方法实现,帮助理解同步通信的内部工作原理。
JUC组件实战:实现RRPC(Java与硬件通过MQTT的同步通信)
|
22天前
|
SQL 监控 数据可视化
完全开源!国内首个完全开源JAVA企业级低代码平台
JeeLowCode 是一款专为企业打造的 Java 企业级低代码开发平台,通过五大核心引擎(SQL、功能、模板、图表、切面)和四大服务体系(开发、设计、图表、模版),简化开发流程,降低技术门槛,提高研发效率。平台支持多端适配、国际化、事件绑定与动态交互等功能,广泛适用于 OA、ERP、IoT 等多种管理信息系统,帮助企业加速数字化转型。
完全开源!国内首个完全开源JAVA企业级低代码平台
|
29天前
|
网络协议 物联网 网络性能优化
物联网协议比较 MQTT CoAP RESTful/HTTP XMPP
【10月更文挑战第18天】本文介绍了物联网领域中四种主要的通信协议:MQTT、CoAP、RESTful/HTTP和XMPP,分别从其特点、应用场景及优缺点进行了详细对比,并提供了简单的示例代码。适合开发者根据具体需求选择合适的协议。
51 5
|
1月前
|
消息中间件 存储 JSON
rabbitmq基础教程(ui,java,springamqp)
本文提供了RabbitMQ的基础教程,包括如何使用UI创建队列和交换机、Java代码操作RabbitMQ、Spring AMQP进行消息发送和接收,以及如何使用不同的交换机类型(fanout、direct、topic)进行消息路由。
25 0
rabbitmq基础教程(ui,java,springamqp)
|
1月前
|
消息中间件 前端开发 Java
java高并发场景RabbitMQ的使用
java高并发场景RabbitMQ的使用
98 0
|
2月前
|
网络协议 物联网 网络性能优化
物联网江湖风云变幻!MQTT CoAP RESTful/HTTP XMPP四大门派谁主沉浮?
【9月更文挑战第3天】物联网(IoT)的兴起催生了多种通信协议,如MQTT、CoAP、RESTful/HTTP和XMPP,各自适用于不同场景。本文将对比这些协议的特点、优缺点,并提供示例代码。MQTT轻量级且支持QoS,适合大规模部署;CoAP基于UDP,适用于低功耗网络;RESTful/HTTP易于集成但不适合资源受限设备;XMPP支持双向通信,适合复杂交互应用。通过本文,开发者可更好地选择合适的物联网通信协议。
40 2
|
2月前
|
消息中间件 缓存 Java
RocketMQ的JAVA落地实战
RocketMQ作为一款高性能、高可靠、高实时、分布式特点的消息中间件,其核心作用主要体现在异步处理、削峰填谷以及系统解耦三个方面。
175 0
|
3月前
|
物联网 C# 智能硬件
智能家居新篇章:WPF与物联网的智慧碰撞——通过MQTT协议连接与控制智能设备,打造现代科技生活的完美体验
【8月更文挑战第31天】物联网(IoT)技术的发展使智能家居设备成为现代家庭的一部分。通过物联网,家用电器和传感器可以互联互通,实现远程控制和状态监测等功能。本文将探讨如何在Windows Presentation Foundation(WPF)应用中集成物联网技术,通过具体示例代码展示其实现过程。文章首先介绍了MQTT协议及其在智能家居中的应用,并详细描述了使用Wi-Fi连接方式的原因。随后,通过安装Paho MQTT客户端库并创建MQTT客户端实例,演示了如何编写一个简单的WPF应用程序来控制智能灯泡。
120 0
|
XML JSON 前端开发
阿里云JAVA高级测试试题及答案(十二)
阿里云JAVA高级测试试题及答案
242 0

相关产品

  • 物联网平台
  • 下一篇
    无影云桌面