如何使用4G模塊通過MQTT協(xié)議傳輸溫濕度數(shù)據(jù)到onenet
本次實驗是采用SIM7600CE 4G cat4 模塊進行操作的，本模塊支持GNSS定位功能。也可以采用別的4G模塊，只要支持TCP傳輸就行。本模塊支持的AT命令相當強大，擁有TCP&UDP命令集，HTTP命令集，MQTT命令集。
本模塊雖然已經(jīng)支持了MQTT功能，但是我們在實際研發(fā)項目中，為了保持項目的可移植性和兼容性，通常不會使用模塊自帶的MQTT命令集，而是用代碼實現(xiàn)MQTT上層功能，底層再調(diào)用模塊的TCP AT命令集。
一、MQTT簡介
MQTT是一個基于客戶端-服務(wù)器的消息發(fā)布/訂閱傳輸協(xié)議。它是IBM 1999年發(fā)布的一個用于物聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議.MQTT協(xié)議是輕量、簡單、開放和易于實現(xiàn)的，這些特點使它適用范圍非常廣泛。
在很多情況下，包括受限的環(huán)境中，如：機器與機器(M2M)通信和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)。其在，通過衛(wèi)星鏈路通信傳感器、偶爾撥號的醫(yī)療設(shè)備、智能家居、及一些小型化設(shè)備中已廣泛使用。
MQTT設(shè)計思想是開放、簡單、輕量、易于實現(xiàn)。這些特點使它適用于受限環(huán)境。
例如，但不僅限于此：網(wǎng)絡(luò)代價昂貴，帶寬低、不可靠。在嵌入設(shè)備中運行，處理器和內(nèi)存資源有限。
該協(xié)議的特點有：
- 使用發(fā)布/訂閱消息模式，提供一對多的消息發(fā)布，解除應(yīng)用程序耦合;
- 對負載內(nèi)容屏蔽的消息傳輸;
- 使用 TCP/IP 提供網(wǎng)絡(luò)連接;
- 有三種消息發(fā)布服務(wù)質(zhì)量：
- 小型傳輸，開銷很小(固定長度的頭部是 2 字節(jié))，協(xié)議交換最小化，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制。
二、ONENET平臺
OneNET是由中國移動打造的物聯(lián)網(wǎng)開放平臺。平臺能夠幫助開發(fā)者輕松實現(xiàn)設(shè)備接入與設(shè)備連接，快速完成產(chǎn)品開發(fā)部署，為智能硬件、智能家居產(chǎn)品提供完善的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。
OneNET具備如下功能：
- 專網(wǎng)專號：中國移動基于物聯(lián)網(wǎng)特點打造的專業(yè)化網(wǎng)絡(luò)通道，提供“云-管-端”一體化的智能管道和支撐系統(tǒng)，支持工業(yè)級、車規(guī)級的專網(wǎng)卡和通信模組;
- 海量連接：基于多類型標準協(xié)議和API開發(fā)滿足海量設(shè)備的高并發(fā)快速接入;
- 在線監(jiān)控：實現(xiàn)終端設(shè)備的監(jiān)控管理、在線調(diào)試、實時控制功能;
- 數(shù)據(jù)存儲：基于分布式云存儲、消息對象結(jié)構(gòu)、豐富的數(shù)據(jù)調(diào)用接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)高并發(fā)讀、寫庫操作，有效保障數(shù)據(jù)的安全;
- 消息分發(fā)：將采集的各類數(shù)據(jù)通過消息轉(zhuǎn)發(fā)、短彩信推送、APP信息推送方式快速告知業(yè)務(wù)平臺、用戶手機、APP客戶端，建立雙向通信的有效通道;
- 能力輸出：匯聚中國移動短彩信、位置服務(wù)、視頻服務(wù)、公有云等核心能力，提供標準API接口，縮短終端與應(yīng)用的開發(fā)周期;
- 事件告警：打造事件觸發(fā)引擎，用戶可以基于引擎快速實現(xiàn)應(yīng)用邏輯編排;
- 數(shù)據(jù)分析：基于Hadoop等提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理與分析能力。
三、如何接入OneNet
用戶要接入 OneNet，
- 首先要在 OneNet 平臺上進行注冊用戶、創(chuàng)建設(shè)備等一系列準備工作，
- 然后要通過網(wǎng)絡(luò)和 OneNet 服務(wù)器建立TCP 連接，
- 最后將用戶數(shù)據(jù)按照一定的協(xié)議(比如：EDP、RestFul API，MQTT)打包上傳至 OneNet 平臺，從而實現(xiàn)設(shè)備終端接入。用戶注冊:
- 在接入 OneNet 之前，需在平臺網(wǎng)站注冊用戶賬戶，登陸網(wǎng)址：http://open.iot.10086.cn/，顯示如下界面：
如上圖：點擊右上角進行注冊.
注冊完成后，進行登錄，如下：
如上圖所示，點擊MQTT物聯(lián)網(wǎng)套件:
如上圖所示，選擇多協(xié)議接入:
如上圖，點擊添加產(chǎn)品，onenet平臺MQTT協(xié)議框架下分為產(chǎn)品ID和設(shè)備ID，可以建立多個不同的產(chǎn)品，每個產(chǎn)品擁有不同的設(shè)備，設(shè)備以ID號進行區(qū)分。
如上圖所示進行選擇，接下來還有操作系統(tǒng)選擇linux，網(wǎng)絡(luò)運營商選擇移動，因為模塊使用的移動的usim卡，可以根據(jù)自己模塊卡類型進行選擇。
如上圖所示，再點擊添加設(shè)備：
點擊右上角添加設(shè)備，
點擊添加，
如上圖所示，產(chǎn)品添加成功后的截圖，顯示為離線狀態(tài)，當4G模塊有數(shù)據(jù)上傳的時候，就會顯示為在線。
四、單片機&4G模塊與ONENET服務(wù)器通信
下面講解一下如何用單片機通過串口AT命令驅(qū)動4G模塊與ONENET服務(wù)器進行連接，單片機采用STM32F103RBT6，開發(fā)環(huán)境采用MDK5.
如上圖所示，606923821表示設(shè)備ID，PZqqtD0O=5lNOex4NshJn0RLflY= 表示API KEY
如上圖，點擊查看，輸入手機號發(fā)送驗證碼即可獲得，357092表示產(chǎn)品ID，上圖的產(chǎn)品ID是424250，可根據(jù)自己的情況進行填寫。
CAT11表示鑒權(quán)信息，鑒權(quán)信息可以在設(shè)備列表-設(shè)備詳情進行獲取。183.230.40.3, 6002 表示onenet平臺的服務(wù)器和端口號，有了這些信息就可以用4G模塊和自己創(chuàng)建的產(chǎn)品進行通信了。
如下圖所示：既可觀察設(shè)備的上下線情況，以及設(shè)備的數(shù)據(jù)
五、資料獲取及硬件
1.后臺回復(fù) mqtt 即可獲得對應(yīng)的源代碼功能。
2.文中單片機 STM32F103RBT6 可以自行到某寶搜索， 推薦如下：
3.用的SIM卡可以用手機卡也可以用物聯(lián)網(wǎng)卡，
4.4g模塊通用的模塊即可。
