【原】KEPServerEX 中MQTT应用

KEPServerEX 中MQTT应用

北京东方鼎晨科技有限公司

目录

1.      MQTT 简介............................................................................................................... 1

2.      KEPServerEX中的MQTT应用...................................................................................... 1

2.1.       MQTT Client Driver应用....................................................................................... 1

2.2.       IOT Gateway Plug-in应用..................................................................................... 2

3.      KEPServerEX中的MQTT配置...................................................................................... 4

3.1.       MQTT Client Driver 配置...................................................................................... 4

3.1.1.        建立通道..................................................................................................... 4

3.1.2.        建立设备..................................................................................................... 5

3.1.3.        建立标签..................................................................................................... 5

3.1.4.        Quick Client 查看数据.................................................................................. 7

3.2.       IOT Gateway Plug-in 中的MQTT Client 配置......................................................... 7

3.2.1.        建立Agent................................................................................................... 7

3.2.2.        建立Item.................................................................................................... 8

1.    MQTT 简介

物联网最近曝光率越来越高。虽然HTTP是网页的事实标准，不过机器之间的大规模沟通需要不同的通讯模式，之前的请求/回答 模式不再合适，取而代之的是发布/订阅 模式。这就是轻量级、可扩展的MQTT可以施展拳脚的舞台。

MQTT是一个轻型协议，使用基于 TCP/IP 协议的发布/订阅消息转发模式。 MQTT 协议的中心是 MQTT 服务器或代理 (broker) ，支持发布程序和订阅程序进行访问，如下图所示：

2.    KEPServerEX中的MQTT应用

在KEPServerEX软件中MQTT有两种应用，一个是Driver层面的应用：MQTT Client Driver ，一个是Plug-in层面的应用：IoT Gateway Plug-in。

2.1.    MQTT Client Driver应用

MQTT Client Driver提供了一种获取设备数据的方法，这些来自设备的数据通过MQTT协议发送。许多设备和传感器使用不同的或专有的通信协议。使用MQTT可以统一数据收集和发布。此驱动程序连接到MQTT服务器（代理）并订阅指定的主题。当接收到关于这些主题的更新时，将解析有效负载并将这些数据给到OPC标签，然后可以通过OPC客户端访问这些标签，从而构建有意义的数据模型和仪表板。

MQTT客户机驱动程序支持：

1)   分析有效的JSON数据格式

2)   从MQTT服务器读取数据（当前不支持写入）

3)   身份验证和TLS/SSL加密

4)   使用MQTT 3.1和3.1.1协议连接到MQTT服务器

5)   与ThingWorx平台和其他HMI、SCADA、物联网和基于云的解决方案集成

6)   基于用户管理器和安全策略插件的用户级访问

2.2.    IOT Gateway Plug-in应用

物联网网关是一个可选功能，允许通过基于行业标准IP的协议将系统和设备标签发布到第三方端点。当已配置标签的值发生更改或满足发布速率时，将以标准JSON格式向相应的第三方端点发送更新，更新的有效负载为标记ID、值、质量和时间戳。

物联网网关提供以下功能：

1)   能够从服务器中的任何数据源（例如驱动程序、插件或系统标记）发布由名称、值、质量和时间戳组成的数据

2)   标准的可读JSON数据格式

3)   通过MQTT和REST客户机代理支持发布

4)   支持从MQTT客户机和REST服务器代理读取数据

5)   可配置的数据收集速率，REST和MQTT客户机的频率为10毫秒，最多为每27.77小时（999999900毫秒）一次

6)   可配置的数据发布速率，REST和MQTT客户机的频率为10毫秒，最多为每27.77小时一次（999999900毫秒）

7)   在所有代理上支持身份验证和TLS/SSL加密

8)   支持基于用户管理器和安全策略插件的用户级访问

9)   用于与不同第三方端点集成的可配置头和负载信息

架构如下图：

3.    KEPServerEX中的MQTT配置

3.1.    MQTT Client Driver 配置

3.1.1.      建立通道

3.1.2.      建立设备

3.1.3.      建立标签

标记地址的格式为mqtt_topic+payload_item。

mqtt_主题是要发布所需数据值的主题。

payload_item是有效负载中指向需要数据的特定项的路径。

上述图例中的标签地址，接收的是如下JSON发送过来的数据：

Topic: vendor/device/data

Sample Payload:

{

     "s":4,

     "t":"2017-09-29T19:52:19Z",

     "q":192,

     "c":6,

     "tempint":67.1,

     "vbatt":3.28,

     "ai1":8.92,

     "ai2":0.03,

     "temp1":46.4,

     "temp2":68.0

}

3.1.4.      Quick Client 查看数据

3.2.    IOT Gateway Plug-in 中的MQTT Client 配置

3.2.1.      建立Agent

1)   QoS 

QoS（Quality of Service，QoS）为服务质量， MQTT支持三种不同级别的服务质量为不同场景提供消息可靠性。

选项包括：0（最多一次）、1（至少一次）、2（正好一次）。

2)    Format

宽格式：生成一个输出，该输出包含Agent中所有启用的标记。此格式保证每次发布时数据格式一致。宽格式只发送每个标记的最新值，没有数据缓存。如果在使用宽格式时发布失败，则下一次发布是每个标记的最新扫描值。

窄格式：根据已更改值或质量的标记生成输出。此格式有缓存数据，并将所有标记数据更改发布到Endpoint。

3.2.2.      建立Item

新建Item时，可以通过Tag Browser 界面浏览选择驱动、插件的标签和系统标签 。

Item属性里有两种发布方式。

1)     Only on Data Changes(仅在数据更改时)：仅在值更改时发布此标记的数据。

死区：定义触发发布的更改阈值的值更改百分比。

2)     每次扫描：这将强制将此标签的数据发布到Endpoint，即使标签值没有更改。

注意：质量为“坏”的标记发送一个具有该质量的更新，然后在质量恢复为“好”之前不发送更新。