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
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
|
5月前
|
消息中间件 人工智能 Apache
2025 OSCAR丨与创新者同频!Apache RocketMQ 邀您共赴开源之约
10 月 28 日,阿里云高级技术专家周礼分享如何基于 Apache RocketMQ 新特性构建异步化 Multi-Agent 系统。
216 44
|
消息中间件 运维 Serverless
商业版vs开源版:一图看懂云消息队列 RocketMQ 版核心优势
自建开源 RocketMQ 集群,为保证业务稳定性,往往需要按照业务请求的峰值去配置集群资源。云消息队列 RocketMQ 版 Serverless 实例通过资源快速伸缩,实现资源使用量与实际业务负载贴近,并按实际使用量计费,有效降低企业的运维压力和使用成本。
883 109
|
10月前
|
物联网
(手把手)在华为云、阿里云搭建自己的物联网MQTT消息服务器,免费IOT平台
本文介绍如何在阿里云搭建自己的物联网MQTT消息服务器,并使用 “MQTT客户端调试工具”模拟MQTT设备,接入平台进行消息收发。
3142 42
|
9月前
|
消息中间件 Apache 双11
Apache RocketMQ + “太乙” = 开源贡献新体验
Apache RocketMQ 是 Apache 顶级项目,源于阿里巴巴,历经多年双十一考验。RocketMQ 联合“太乙”平台启动开源竞赛,提供贡献价值评价与奖金激励(最高 5000 元),助力开发者成为社区核心成员。竞赛包含详尽教程与自动搭建环境,促进技术生态繁荣,推动分布式消息处理技术发展。欢迎加入,共创开源未来!
346 1
|
消息中间件 存储 Apache
恭喜 Apache RocketMQ、Apache Seata 荣获 2024 开源创新榜单“年度开源项目”
近日,以“新纪天工、开物焕彩——致敬开源的力量”为活动主题的“重大科技成就发布会(首场)”在国家科技传播中心成功举办,并隆重揭晓了 2024 开源创新榜单,旨在致敬中国开源力量,传播推广开源科技成就,营造中国开源创新生态。2024 年开源创新榜单由中国科协科学技术传播中心、中国计算机学会、中国通信学会、中国科学院软件研究所共同主办,中国开发者社区承办,以王怀民院士为首组建评审委员会,进行研讨评审,面向中国开源行业领域,遴选具有创新性、贡献度和影响力的开源项目、社区、应用场景与开源事件。在评审出的 10 个年度开源项目中,Apache RocketMQ、Apache Seata 成功入选。
481 116
|
消息中间件 存储 Serverless
【实践】快速学会使用阿里云消息队列RabbitMQ版
云消息队列 RabbitMQ 版是一款基于高可用分布式存储架构实现的 AMQP 0-9-1协议的消息产品。云消息队列 RabbitMQ 版兼容开源 RabbitMQ 客户端,解决开源各种稳定性痛点(例如消息堆积、脑裂等问题),同时具备高并发、分布式、灵活扩缩容等云消息服务优势。
432 2
|
消息中间件 弹性计算 运维
一图看懂云消息队列 RabbitMQ 版对比开源优势
一张图带您快速了解云消息队列 RabbitMQ 版对比开源版本的显著优势。
257 82
|
消息中间件 存储 Apache
恭喜 Apache RocketMQ 荣获 2024 开源创新榜单“年度开源项目”
恭喜 Apache RocketMQ 荣获 2024 开源创新榜单“年度开源项目”
300 1
|
存储 JSON Ubuntu
时序数据库 TDengine 支持集成开源的物联网平台 ThingsBoard
本文介绍了如何结合 Thingsboard 和 TDengine 实现设备管理和数据存储。Thingsboard 中的“设备配置”与 TDengine 中的超级表相对应,每个设备对应一个子表。通过创建设备配置和设备,实现数据的自动存储和管理。具体操作包括创建设备配置、添加设备、写入数据,并展示了车辆实时定位追踪和车队维护预警两个应用场景。
809 3
|
存储 算法 安全
FreeMQTT:一款Python语言实现的开源MQTT Server
FreeMQTT 是一款用 Python 语言并基于 Tornado 开发的开源 MQTT 服务器,支持 MQTT3.1.1 和 MQTT5.0 协议,提供多租户安全隔离、高效 Topic 匹配算法及实时上下线通知等功能,适用于 IoT 场景。快速启动仅需克隆仓库、安装依赖并运行服务。
1731 0

相关产品

  • 物联网平台