【RT摩拳擦掌】RT云端测试之百度天工物接入构建（设备型）

一， 文档介绍

随着科技的进一步发展，物联网广泛应用于各行各业，比如工业，农业，环境，交通，物流，安防等基础设施，物联网的使用使我们的生活变得更加丰富多彩并且智能化。而爆发式发展的物联网，首先离不开物联网平台云端，目前市场上的云服务也是种类繁多，比如Amazone的AWS，微软的azure, google clould iot, 国内的阿里云，百度物接入IOT hub， 移动的oneNet等。
百度云作为中国一款流行的云，在物联网这块也推出了针对物接入云的平台。百度天工物接入是一个全托管的云服务，可以建立设备与云端之间的双向通信，同时可以支撑海量设备的数据手机，监控，故障预测等物种物联网场景，百度云物接入支持MQTT协议，使用发布和订阅模式实现机器与云端的数据交互。
本文主要讲如何构建一个百度云设备型，使用物影子方式，实现云端服务器与设备端MQTT fx以及NXP 跨界处理器RT作为另外一个设备端点通过以太网的方式实现数据沟通。本文的云端拓扑结构如下：

二， 物接入IOT Hub物影子构建

首先进入百度智能云物联网物接入IoT Hub：

https://cloud.baidu.com/product/iot.html
点击立即使用

2.1 创建设备型项目

创建项目，选择设备型，输入项目名称。设备型可以使用物影子作为设备在云端的映像，可以直接查看数据的变化情况。创建好后会生成一个endpoint,以及对应的地址：

2.2 创建物模型

物模型主要是建立物影子中所需要的各种属性，比如温度，湿度，其他变量，并且给与值的类型，其实也是构成实际MQTT通信中json格式的表项。
点进刚刚新建的设备型项目，这里可以新建物模型或者物影子：

我们这里建立三个属性：LEDstatus，humid，temp
分别用以表示LED灯的状态，湿度，温度等，便于实现云端与RT开发板的通信与控制。创建之后，会得到如下图中情况：

2.3 创建物影子

同样是在设备型项目里面，可以选择物影子，构建自己的物影子平台,输入名称，并且选择物模型为刚刚新建的包含三个属性的物模型，新建之后可以得到物影子的详情：

同时还会生成该物影子相关的链接，名称以及密钥，我这里的测试平台情况如下：

TCP Address: tcp://rndrjc9.mqtt.iot.gz.baidubce.com:1883
SSL Address: ssl://rndrjc9.mqtt.iot.gz.baidubce.com:1884
WSS Address: wss://rndrjc9.mqtt.iot.gz.baidubce.com:443
name: rndrjc9/RT1060BTCDShadow
key: y92ewvgjz23nzhgn
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端口1883，不支持传输数据加密
端口1884, 支持SSL/TLS加密传输
端口8884, 支持wesockets方式连接，同样包含SSL加密。
本篇文章作为第一篇简单的百度云物联网文章，先使用无传输数据加密的1883端口。
到目前为止，已经完成了百度云设备型云端物影子的构建，下面可以使用MQTTfx工具去连接测试

三， MQTT fx客户端连接云端

MQTT.fx 是一款基于EclipsePaho，使用Java 语言编写的MQTT 客户端工具，支持通过Topic 订阅和发布消息。可以到如下连接下载：

http://mqttfx.jensd.de/index.php/download
目前最新版本是1.7.1.

3.1 MQTT fx配置

下载安装之后，可以打开，首先需要配置下，点击edit connection：

Profile name：connect的名称，我们这里取名和云端影子一致，便于后面更多云测试的时候识别。
Profile type: MQTT broker
Broker address: 新建设备型项目的时候，产生的链接，这里使用1883无加密传输方式。
Broker port:1883无加密方式
Client ID: 这里同样配置为影子设备的名称RT1060BTCDShadow，注意，这么配置的原因是如果不一致，那么不能直接看到云端影子已经上线，如果配置和影子名字一致，则一旦MQTT FX连接成功，就能够看到云端影子也已经上线。
User credentials, 这里有User name和password,填入刚刚生成影子的时候界面给出的文件中的用户名和密钥。
到次，已经配置好相关选项，可以点击连接，并且刷新物影子网页：
连接前：

连接后：

3.2 MQTT fx订阅

涉及到订阅发布，那么发布订阅的主题是怎样的呢？
这里可以打开自己新建的物影子，选择交互，可以看到页面已经给出对应的主题情况：

所以，我们这里选择订阅的主题为：

$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update/accepted 
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发布的主题为：

$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update
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点击subscribe，可以发现已经可以订阅。

3.3 MQTT fx发布

Publish这边需要输入发布的主题为：

$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update
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当然，还要输入发布的内容，这里要注意下，物影子并不像数据型设备那样，可以实现数据的透传，这里发布的数据需要是满足物影子物模型的json格式，有人可能想，那么我到底应该发什么数据呢？
其实格式可以在物影子的原始数据里面，已经给出了格式：

我们这里可以不写desired,直接给出reported的json数据：

{
  "reported" : {
    "LEDstatus" : true,
    "humid" : 88,
    "temp" : 11
   }
}
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其实这个json数据也可以通过网页版工具查看：
https://www.bejson.com/jsonviewernew/

输入发布数据，并且点击发布按钮：

3.4 发布数据测试结果

发布之前，清空并查看网页物模型数据：

MQTT fx发布数据，并查看订阅数据以及网页情况：

可以看到，发布的数据以及完全可以显示在物影子以及客户端订阅的地方。说明整个百度云的物影子已经连接成功。

四， RT1060-EVK客户端连接云端

本章主要使用NXP MIMXRT1060-EVK开发板的MQTT例程，通过以太网方式连接百度云物影子，并实现数据的订阅与发布，具体温度采集和led控制，后续会在百度云数据型测试中添加进去，这里给出物影子方式，RT开发板数据的发布与订阅打印，已经查看云端是否能够接受到RT1060板子发出的数据。
代码使用官方SDK_2.8.0_EVK-MIMXRT1060，下载链接为：
https://mcuxpresso.nxp.com/
SDK_2.8.0_EVK-MIMXRT1060\boards\evkmimxrt1060\lwip_examples\lwip_mqtt

4.1 代码修改点

要实现和百度云物影子的链接，需要注意如下几个点：
客户端ID：EXAMPLE_MQTT_CLIENT_ID
服务器主机：
MQTT服务器端口号
用户名：
密码：
订阅主题：
发布主题与数据：
本文使用的是MCUXPresso IDE，导入lwip_mqtt_freertos工程之后，主要修改lwip_mqtt_freertos.c

#define EXAMPLE_MQTT_CLIENT_ID "RT1060BTCDShadow_evk"//
#define EXAMPLE_MQTT_SERVER_HOST "rndrjc9.mqtt.iot.gz.baidubce.com"
#define EXAMPLE_MQTT_USER "rndrjc9/RT1060BTCDShadow"
#define EXAMPLE_MQTT_PASS "y92ewvgjz23nzhgn"
#define EXAMPLE_MQTT_SERVER_PORT 1883


static const struct mqtt_connect_client_info_t mqtt_client_info = {
    .client_id   = EXAMPLE_MQTT_CLIENT_ID,//(const char *)&client_id[0],
    .client_user = EXAMPLE_MQTT_USER,
    .client_pass = EXAMPLE_MQTT_PASS,
    .keep_alive  = 100,
    .will_topic  = NULL,
    .will_msg    = NULL,
    .will_qos    = 0,
    .will_retain = 0,
#if LWIP_ALTCP && LWIP_ALTCP_TLS
    .tls_config = NULL,
#endif
};

static void mqtt_subscribe_topics(mqtt_client_t *client)
{
    static const char *topics[] = {"$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update/accepted", "$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update"};
    int qos[]                   = {0, 1};
    err_t err;
    int i=0;
    mqtt_set_inpub_callback(client, mqtt_incoming_publish_cb, mqtt_incoming_data_cb,
                            LWIP_CONST_CAST(void *, &mqtt_client_info));

   // for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(topics); i++)
    {
        err = mqtt_subscribe(client, topics[i], qos[i], mqtt_topic_subscribed_cb, LWIP_CONST_CAST(void *, topics[i]));

        if (err == ERR_OK)
        {
            PRINTF("Subscribing to the topic \"%s\" with QoS %d...\r\n", topics[i], qos[i]);
        }
        else
        {
            PRINTF("Failed to subscribe to the topic \"%s\" with QoS %d: %d.\r\n", topics[i], qos[i], err);
        }
    }
}

static void publish_message(void *ctx)
{
    static const char *topic   = "$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update";
    static const char *message = "{\"reported\" : {     \"LEDstatus\" : true ,     \"humid\" : 66,     \"temp\" : 32    } }";

    mqtt_publish(mqtt_client, topic, message, strlen(message), 1, 0, mqtt_message_published_cb, (void *)topic);
}
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发布内容不能直接给成json格式，需要使用https://www.bejson.com/实现json压缩转义：
{“reported” : { “LEDstatus” : true, “humid” : 88, “temp” : 11 } }
下面就可以编译代码，并且烧录测试了。

4.2 RT1060-EVK开发板测试结果

测试结果如下，可以看到代码一共发布5次，而MQTT fx订阅的也收到了5次，并且网页版物影子数据已经刷成RT1060-EVK 开发板的数据，并且开发板串口也打印出自己订阅的数据,从结果可以发现，RT1060-evk开发板也成功实现了百度云端的物影子数据发布与订阅，下面就可以进一步开发自己嵌入式对接数据的控制情况了。

打印结果如下：

Initializing PHY...

************************************************
 MQTT client example
************************************************
Getting IP address from DHCP...

IPv4 Address     : 192.168.43.200
IPv4 Subnet mask : 255.255.255.0
IPv4 Gateway     : 192.168.43.1

Resolving "rndrjc9.mqtt.iot.gz.baidubce.com"...
Connecting to MQTT broker at 183.240.93.18...
MQTT client "RT1060BTCDShadow_evk" connected.
Subscribing to the topic "$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update/accepted" with QoS 0...
Subscribed to the topic "$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update/accepted".
Published to the topic "$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update".
Received 250 bytes from the topic "$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update/accepted": "{"requestId":"30f56100-68ba-4466-9477-a365535d900c","reported":{"LEDstatus":true,"humid":66,"temp":32},"desired":{},"lastUpdatedTime":{"reported":{"LEDstatus":1595853248732,"humid":1595853248732,"temp":1595853248732},"desired":{}},"profileVersion":2}"
Published to the topic "$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update".
Received 250 bytes from the topic "$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update/accepted": "{"requestId":"86e3e1bd-ffad-4576-bc76-bab8f75cfa06","reported":{"LEDstatus":true,"humid":66,"temp":32},"desired":{},"lastUpdatedTime":{"reported":{"LEDstatus":1595853249735,"humid":1595853249735,"temp":1595853249735},"desired":{}},"profileVersion":3}"
Published to the topic "$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update".
Received 250 bytes from the topic "$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update/accepted": "{"requestId":"2b37aa8c-7cd4-4dcf-bcfa-a89529314329","reported":{"LEDstatus":true,"humid":66,"temp":32},"desired":{},"lastUpdatedTime":{"reported":{"LEDstatus":1595853250715,"humid":1595853250715,"temp":1595853250715},"desired":{}},"profileVersion":4}"
Published to the topic "$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update".
Received 250 bytes from the topic "$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update/accepted": "{"requestId":"ebf596d7-74e3-4799-8d61-35460a0fae18","reported":{"LEDstatus":true,"humid":66,"temp":32},"desired":{},"lastUpdatedTime":{"reported":{"LEDstatus":1595853251966,"humid":1595853251966,"temp":1595853251966},"desired":{}},"profileVersion":5}"
Published to the topic "$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update".
Received 250 bytes from the topic "$baidu/iot/shadow/RT1060BTCDShadow/update/accepted": "{"requestId":"39164f97-51c8-4ead-9b92-7b8ff5d0c0b6","reported":{"LEDstatus":true,"humid":66,"temp":32},"desired":{},"lastUpdatedTime":{"reported":{"LEDstatus":1595853252721,"humid":1595853252721,"temp":1595853252721},"desired":{}},"profileVersion":6}"
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