隨著無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)流量的增加，為了能夠有效收集、存儲(chǔ)和分析海量的數(shù)據(jù)，需要將數(shù)據(jù)交由服務(wù)器處理，而簡(jiǎn)單輕量的MQTT協(xié)議則是將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器的首選。本文提供了一套快速實(shí)現(xiàn)LoRa轉(zhuǎn)MQTT的方案。

?產(chǎn)品簡(jiǎn)介

1.ZSL42x智能組網(wǎng)芯片簡(jiǎn)介

ZSL420/ZSL421是廣州致遠(yuǎn)微電子研發(fā)的一款集成LoRa功能的微控制器。該產(chǎn)品集成無(wú)線收發(fā)器，可支持二次開(kāi)發(fā)的ARM Cortex-M0+超低功耗內(nèi)核。無(wú)線收發(fā)器工作頻段470~510MHz，支持LoRa、(G)FSK等調(diào)制方式。提供ZLGLink透?jìng)鞴碳约皥D形配置上位機(jī)，通過(guò)串口命令進(jìn)行交互控制，使您可以專注于主控MCU應(yīng)用開(kāi)發(fā)，將產(chǎn)品以更低的成本，更短的開(kāi)發(fā)周期投入市場(chǎng)。2.GLCOM-NET智能通信網(wǎng)關(guān)簡(jiǎn)介GLCOM-NET是廣州致遠(yuǎn)電子開(kāi)發(fā)的一款智能LoRa數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)，采用LoRa無(wú)線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自組網(wǎng)、無(wú)線數(shù)據(jù)透明傳輸至TCP、UDP、MQTT、HTTP及RS485/232等功能，化繁為簡(jiǎn)，大幅簡(jiǎn)化無(wú)線產(chǎn)品復(fù)雜的開(kāi)發(fā)過(guò)程，使您的產(chǎn)品以更低的成本快速投入市場(chǎng)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中。

?協(xié)議簡(jiǎn)介

1.MQTT協(xié)議簡(jiǎn)介

MQTT是一種構(gòu)建于TCP/IP協(xié)議之上的基于客戶端和服務(wù)器的消息發(fā)布/訂閱傳輸協(xié)議。該協(xié)議輕量、簡(jiǎn)單、開(kāi)放和易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)使其具有廣泛的適用范圍。在通訊過(guò)程中，MQTT協(xié)議主要有三種身份：發(fā)布者（Publish）、代理（服務(wù)器）（Broker）、訂閱者（Subscribe）。其中，消息的發(fā)布者和訂閱者都是客戶端，消息代理是服務(wù)器，消息的發(fā)布者同時(shí)可以是訂閱者。其通信流程示意圖如圖2所示。

圖2通信流程示意圖MQTT協(xié)議是為工作在低寬帶、不可靠的網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程傳感器和控制設(shè)備通訊而設(shè)計(jì)的協(xié)議，它具有以下主要的幾項(xiàng)特性：

使用訂閱/發(fā)布信息模式，提供一對(duì)多的消息發(fā)布，解除應(yīng)用程序耦合；

對(duì)負(fù)載屏蔽的信息傳輸；

使用TCP/IP提供網(wǎng)絡(luò)傳輸；

有三種信息發(fā)布服務(wù)質(zhì)量；

小型傳輸，開(kāi)銷小，協(xié)轉(zhuǎn)換最小化，以降低網(wǎng)絡(luò)流量；

使用Last Will和Testament特性通知有關(guān)各方客戶端異常中斷的機(jī)制。

2.ZLGLink協(xié)議簡(jiǎn)介

ZLGLink 協(xié)議是廣州致遠(yuǎn)電子推出的基于LoRa的無(wú)線低功耗網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，是典型的星型網(wǎng)絡(luò)，由主機(jī)及終端（或中繼）組成，有以下特性：

• 支持單播及廣播通信；
• 支持中繼轉(zhuǎn)發(fā)；
• 主機(jī)支持探測(cè)空閑信道創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)；
• 支持終端主動(dòng)入網(wǎng)；
• 支持終端空閑低功耗休眠；
• 支持主機(jī)空中喚醒休眠終端；支持主機(jī)添加白名單；
• 支持本地串口升級(jí)及無(wú)線遠(yuǎn)程升級(jí)。

?ZLGLink轉(zhuǎn)MQTT

1. 協(xié)議轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)介

ZLGLink轉(zhuǎn)MQTT，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線（LoRa）與MQTT服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)透?jìng)鳎?/p>

• 無(wú)線終端通過(guò)無(wú)線發(fā)送數(shù)據(jù)給網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再把數(shù)據(jù)發(fā)布到MQTT服務(wù)器；
• 網(wǎng)關(guān)訂閱接收 MQTT 服務(wù)器的消息并通過(guò)無(wú)線發(fā)送給用戶的無(wú)線終端。

網(wǎng)關(guān)與MQTT客戶端訂閱與發(fā)布MQTT主題的配置表，如表1所示。

表1訂閱/發(fā)布主題配置表

無(wú)線轉(zhuǎn)MQTT透?jìng)魇疽鈭D，如圖3所示。

圖3無(wú)線轉(zhuǎn)MQTT透?jìng)魇疽鈭D

2.ZLGLink終端與MQTT客戶端通信

2.1 網(wǎng)關(guān)配置

網(wǎng)關(guān)配置主要包括協(xié)議轉(zhuǎn)換配置、MQTT配置以及ZLGLink配置三項(xiàng)。

2.1.1 協(xié)議轉(zhuǎn)換配置
打開(kāi)網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)頁(yè)配置頁(yè)面，左邊欄選擇【協(xié)議轉(zhuǎn)換】，在轉(zhuǎn)換選擇頁(yè)面里選擇【ZLGlink轉(zhuǎn)MQTT】，然后點(diǎn)擊【保存】，網(wǎng)關(guān)自動(dòng)重啟，如圖4所示。

圖4協(xié)議轉(zhuǎn)換選擇

2.1.2MQTT配置

左邊欄選擇【網(wǎng)絡(luò)配置】，在網(wǎng)絡(luò)配置里選擇【MQTT】標(biāo)簽頁(yè)，如圖5所示：

在【基本配置】里配置網(wǎng)關(guān)需要連接的MQTT服務(wù)器的地址、端口號(hào)、MQTT用戶名、密碼和客戶端ID；

在【訂閱主題】里配置網(wǎng)關(guān)訂閱的主題和服務(wù)質(zhì)量；

在【發(fā)布主題】里配置網(wǎng)關(guān)發(fā)布消息的主題和服務(wù)質(zhì)量。

圖5網(wǎng)關(guān)MQTT配置

2.1.3 ZLGLink配置左邊欄選擇【ZLGLink配置】標(biāo)簽頁(yè)，在【基本配置】里配置ZLGLink的基本配置參數(shù)，如圖6所示。

圖6網(wǎng)關(guān)ZLGLink配置

2.2ZLGLink終端配置使用Wireless Tool上位機(jī)配置ZSL420-EVB評(píng)估板（ZLGLink終端）的基本參數(shù)，如圖7所示。

圖7ZLGLink終端配置

2.3MQTT客戶端配置MQTT客戶端設(shè)置MQTT服務(wù)器的地址、端口號(hào)、MQTT用戶名、密碼和客戶端ID并訂閱從機(jī)信息。本文以MQTTX客戶端上位機(jī)做演示，如圖8所示。圖8MQTT客戶端配置2.4成果展示ZLGLink終端與MQTT客戶端通信結(jié)果，如圖9所示。圖9ZLGLink終端與MQTT客戶端通信