隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的快速發(fā)展，涌現(xiàn)出越來越多物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺(tái)。如何快速實(shí)現(xiàn)應(yīng)用開發(fā)，如何管理，如何讓設(shè)備快速上云，成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

本文將描述如何使用NB860系列模組通過MQTT指令快速接入利爾達(dá)IoT基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)，并介紹兩者數(shù)據(jù)交互操作流程，詳細(xì)的AT交互流程可以幫助用戶或開發(fā)人員盡快完成相關(guān)的應(yīng)用開發(fā)。

所需產(chǎn)品

本次接入的利爾達(dá)IoT基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)是我司自主研發(fā)的云平臺(tái)，為設(shè)備提供安全可靠的連接管理能力，整合物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游，向下連接智能設(shè)備，向上承接物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，形成端到云完整鏈路物聯(lián)網(wǎng)解決方案，賦能企業(yè)各類IOT場(chǎng)景接入。

另外用到的利爾達(dá)NB860/MB960/MB260系列模組是基于5G NB-IoT芯片自主開發(fā)的第三代NB-IoT模組。該款模組集高性價(jià)比、高安全性和低功耗等優(yōu)點(diǎn)于一身，新增藍(lán)牙、OpenCPU、GNSS定位等能力，為智能表計(jì)、智能煙感、智能停車、智慧路燈等百萬級(jí)成熟NB-IoT應(yīng)用提供了更優(yōu)選擇。

利爾達(dá)NB860/MB960/MB260系列模組支持TCP/UDP、MQTT、LwM2M等多種協(xié)議接入云平臺(tái)，為行業(yè)應(yīng)用開發(fā)提供了更多的可能性。今天文章第一期將為大家介紹利爾達(dá)NB860模組基于MQTT協(xié)議快速接入利爾達(dá)IoT基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

快速上云設(shè)備端完整AT示例流程

//配置服務(wù)器IP及域名

AT+MQTTCFG="host",0,"mqtt.xiot.senthink.com",1883

OK

//配置客戶端標(biāo)識(shí)

AT+MQTTCFG="clientid",0,"B6E092A55031428493AF6AAD6D694AD5"

OK

//連接服務(wù)器

[11:31:16.270]發(fā)→◇AT+MQTTCONN=0,0,0,"5D6A3E7E-35884709-865186050012583","6387E4120EDD5A214F9A07D4BD2FB051"

+MQTTCONNACK: 0,0,0

OK

//訂閱MQTT消息AT+MQTTSUB=0,1,"/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/downlink",1

+MQTTSUBACK: 0,1,0

OK

//設(shè)備請(qǐng)求入網(wǎng)

AT+MQTTPUB=0,1,0,0,"/sys/device/join","{"MessageId": 1231,"HeaderCtrl": 2,"Mode": 1,"Nonce": 123,"Payload": {"OpenID": "5D6A3E7E", "ProductID": "35884709","NodeEui": "865186050012583","ClientID": "B6E092A55031428493AF6AAD6D694AD5", "Type": 2,"Sign": "1fb6a0da"}}"

[11:40:42.489]收←◆+MQTTPUBACK: 0,1,0

OK

//收到服務(wù)器下發(fā)數(shù)據(jù)

+MQTTRECV: 0,3,1,0,/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/downlink,{"HeaderCtrl":2,"Mode":1,"Nonce":14,"Payload":{"Code":0,"SessionID":"75FC7DC3"},"MessageId":1231}

//上發(fā)設(shè)備端數(shù)據(jù)AT+MQTTPUB=0,1,0,0,"/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/uplink","{ "MessageId" : 1231,"HeaderCtrl":4,"Mode":1,"Nonce":10,"Payload":"CB96395F5065FD121D88B1593EFE"}"+MQTTPUBACK: 0,1,0

OK

//收到服務(wù)器下發(fā)數(shù)據(jù)

+MQTTRECV: 0,4,1,0,/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/downlink,{"MessageId":1231,"HeaderCtrl":4,"Code":"200","Msg":"SUCCESS"}

+MQTTRECV: 0,5,1,0,/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/downlink,{"HeaderCtrl":7,"Mode":0,"Nonce":48,"Payload":"wwdwdwd","MessageId":751504437}

如上圖所示，示例流程展示了設(shè)備在配置及連接后進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)的調(diào)試操作，在實(shí)際應(yīng)用開發(fā)中通過開發(fā)MCU代碼適配參數(shù)，即可完成了訂閱推送（應(yīng)用APP/Web）前所有開發(fā)工作，下文將以上步驟給大家做詳細(xì)講解。

Lierda X平臺(tái)操作流程

※ 用戶注冊(cè)

1.訪問https://account.xiot.senthink.com/login，點(diǎn)擊注冊(cè)按鈕，進(jìn)入注冊(cè)頁面2.填寫注冊(cè)信息，完成注冊(cè)3.完成信息認(rèn)證，開通物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

圖1 注冊(cè)頁面

※ 設(shè)備接入前準(zhǔn)備事項(xiàng)

設(shè)備在接入利爾達(dá)IoT基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)之前，需要先完成下事項(xiàng)：

1.在平臺(tái)提供的管理后臺(tái)注冊(cè)一個(gè)硬件廠商賬號(hào)，云平臺(tái)會(huì)為該賬號(hào)分配一個(gè)廠商的唯一標(biāo)識(shí)OpenID；2.注冊(cè)廠商賬號(hào)后，需要在平臺(tái)提供的管理后臺(tái)上創(chuàng)建一個(gè)產(chǎn)品類，云平臺(tái)會(huì)為該產(chǎn)品分配一個(gè)產(chǎn)品的唯一標(biāo)識(shí) ProductID 以及產(chǎn)品的密鑰 ProductKey（用于入網(wǎng)加密以及會(huì)話 Key 的更新，注意保密！）；3.設(shè)備接入

利爾達(dá)IoT基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)

之前，必須要將基礎(chǔ)參數(shù)燒錄進(jìn)設(shè)備。*至此，接入前的準(zhǔn)備工作完成！

※ 注冊(cè)，創(chuàng)建產(chǎn)品設(shè)備

前提條件：

已在利爾達(dá)IoT基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)注冊(cè)賬號(hào)。

圖2 產(chǎn)品創(chuàng)建頁面

步驟1：創(chuàng)建產(chǎn)品

1.登錄物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)控制臺(tái)2.在云平臺(tái)頁面，找到產(chǎn)品管理，單擊產(chǎn)品管理進(jìn)入產(chǎn)品詳情頁面。在中間導(dǎo)航欄，選擇創(chuàng)建產(chǎn)品，單擊創(chuàng)建產(chǎn)品，如下圖所示。

圖3 產(chǎn)品創(chuàng)建

步驟2：設(shè)置物模型、topic消息等，添加自定義Topic

1.登錄物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)控制臺(tái)。2.在產(chǎn)品管理頁面，找到對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品，單擊產(chǎn)品進(jìn)入產(chǎn)品詳情頁面。3.在產(chǎn)品頁面，找到需要自定義Topic類的產(chǎn)品，并單擊對(duì)應(yīng)操作欄中的查看按鈕。4、在產(chǎn)品詳情頁面，單擊Topic類詳情 > 自定義Topic > 定義Topic類。5、配置參數(shù)，單擊確認(rèn)。

圖4 新建topic

步驟3：創(chuàng)建設(shè)備

1、登錄物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)控制臺(tái)。

2、在左側(cè)導(dǎo)航欄，選擇設(shè)備管理>設(shè)備列表。3、在設(shè)備頁面，單擊添加設(shè)備。4、在添加設(shè)備對(duì)話框中，輸入設(shè)備信息，單擊確認(rèn)。

圖5 設(shè)備創(chuàng)建

執(zhí)行結(jié)果

設(shè)備注冊(cè)成功后，將自動(dòng)彈出設(shè)備證書彈框。您可以查看、一鍵復(fù)制設(shè)備證書信息，包含DeviceID、DeviceSecret、OpenID、ProductID和ProductKey，是設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行通信的重要身份認(rèn)證，建議您妥善保管。

后續(xù)步驟

1.在設(shè)備列表頁，單擊對(duì)應(yīng)設(shè)備，進(jìn)入設(shè)備詳情頁。您可以查看設(shè)備證書信息、數(shù)據(jù)加密密鑰、繼承產(chǎn)品的基礎(chǔ)信息、禁用/啟用設(shè)備、設(shè)備狀態(tài)、激活時(shí)間、最后在線/離線時(shí)間等。2.在設(shè)備詳情頁，可對(duì)設(shè)備在線調(diào)試、遠(yuǎn)程配置和日志分析。3.在設(shè)備列表頁，可以刪除不再使用的設(shè)備。刪除設(shè)備不可撤回，請(qǐng)謹(jǐn)慎操作。

至此，平臺(tái)側(cè)操作已全部完成。

※ 設(shè)備側(cè)操作

上電檢查流程

1.AT //判斷模組是否上電開機(jī)成功2.AT+CFUN=1 //關(guān)閉飛行模式3.AT+CEREG? //判斷PS域附著狀態(tài)，第二個(gè)參數(shù)為1或5表示附著正常。

設(shè)置服務(wù)端IP或域名

使用AT+MQTTCFG="host",0,"host_name",1883命令設(shè)置服務(wù)端IP或域名。其中，：服務(wù)端的IP或域名：1~2000字節(jié)字符串。LierdaX平臺(tái)MQTT接入默認(rèn)域名為：mqtt.xiot.senthink.com,1883。

示例：

AT+MQTTCFG="host",0,"mqtt.xiot.senthink.com",1883

設(shè)置客戶端標(biāo)識(shí)

使用AT+MQTTCFG="clientid",,命令設(shè)置客戶端標(biāo)識(shí)連接ID：取值0~2。客戶端標(biāo)識(shí)符：字符串類型，1~128字節(jié)字符串。賢芯平臺(tái)clientid可在設(shè)備詳情頁查看。

示例：

AT+MQTTCFG="clientid",0,"ACF37***************EA9F3582"

連接服務(wù)端

使用AT+MQTTCONN=,,,,命令連接服務(wù)端，在收到+MQTTCONNACK: 0,0,0 OK即已經(jīng)成功連接上平臺(tái)。連接ID：取值0~2。 SSL TCP連接使能：0：不采用；1：采用SSL TCP連接。will_flag 遺囑標(biāo)志，取值0或1：0：不帶遺囑；1：CONNECT報(bào)文帶有遺囑。用戶名：0~512字節(jié)的字符串。密碼：0~512字節(jié)的字符串。注：賢芯平臺(tái)登錄賬號(hào)以及密碼在創(chuàng)建設(shè)備時(shí)自動(dòng)生成，可在設(shè)備詳情頁查看。

示例：

AT+MQTTCONN=0,0,0,"5*******-********-8************3","7*******************AB2C2"

訂閱MQTT消息

使用AT+MQTTSUB=,,,[,,]

[,,]命令訂閱消息，已經(jīng)訂閱成功的消息可在平臺(tái)上的設(shè)備topic列表查看。

< Link_ID >連接ID：取值0~2。

報(bào)文標(biāo)識(shí)符：取值1~65535。

主題名：0~512字節(jié)字符串。一次最多可訂閱3個(gè)主題。

訂閱消息QOS等級(jí)：取值0~2。

示例：

AT+MQTTSUB=0,1,"/sys/5********/*********/86**********83/downlink",1

收←◆

+MQTTSUBACK: 0,1,0

OK

設(shè)備請(qǐng)求入網(wǎng)（Join）

設(shè)備上報(bào)的通用入網(wǎng) Topic：/sys/device/join

設(shè)備在進(jìn)行正式的數(shù)據(jù)通信之前，必須先向 IoT 平臺(tái)請(qǐng)求入網(wǎng)。設(shè)備應(yīng)主動(dòng)與 IoT 平臺(tái)建立 TCP Socket 鏈接。在成功建立鏈接后，設(shè)備必須向平臺(tái)發(fā)送請(qǐng)求入網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，以讓平臺(tái)為設(shè)備分配通信資源；否則平臺(tái)將拒絕與設(shè)備進(jìn)行通信。

請(qǐng)求入網(wǎng)數(shù)據(jù)幀使用的 Command 為 2；數(shù)據(jù)幀格式和內(nèi)容如下所示：

{ "MessageId" : 1231,

"HeaderCtrl":2, //命令碼

"Mode":0, //0:不加密, 1:加密

"Nonce":10, //1-128隨機(jī)數(shù)

"Payload":{

"OpenID":"E0C040B1",

"ProductID":"A4BC6002",

"NodeEui":"....", //設(shè)備標(biāo)識(shí)

"ClientID":"....", //認(rèn)證后返回的 ClientID "Type":0, //0:一型一密免注冊(cè)，1：一型一密預(yù)注冊(cè)，2：一機(jī)一密預(yù)注冊(cè)

"Sign":"FE448731"

}

}

設(shè)備向 IoT 平臺(tái)發(fā)起的入網(wǎng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀中包含了Payload域，用于攜帶額外的信息。Payload域中包含的內(nèi)容及說明如下所示：

平臺(tái)收到入網(wǎng)請(qǐng)求后，根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)品類型是免注冊(cè)還是預(yù)注冊(cè)，重新計(jì)算 Sign 并與設(shè)備上報(bào)的 Sign 值進(jìn)行對(duì)比，不同類型設(shè)備的 Sign 計(jì)算規(guī)則詳見2.4小節(jié)。

平臺(tái)收到設(shè)備的入網(wǎng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)幀并成功認(rèn)證設(shè)備身份后，會(huì)為該設(shè)備分配通信資源，然后使用同樣的Command（2）響應(yīng)設(shè)備。IoT平臺(tái)返回Topic ：/sys/{openId}/{productId}/{deviceId}/downlink，響應(yīng)設(shè)備入網(wǎng)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)如下：

{ "HeaderCtrl":2, //命令碼

"MessageId" : 1231,

"Mode":0, //0:不加密, 1:加密

"Nonce":10, //1-128隨機(jī)數(shù)

"Payload":{

"Code":0,

"SessionID":"4655434B"

}

}

Join指令的 Code 說明:對(duì)于設(shè)備請(qǐng)求入網(wǎng)指令（Join），Code 定義為平臺(tái)回復(fù)設(shè)備的入網(wǎng)請(qǐng)求的響應(yīng)碼。

響應(yīng)碼定義如下表所示：

如果設(shè)備發(fā)送了入網(wǎng)請(qǐng)求，等待超時(shí)后沒有收到平臺(tái)的任何回復(fù)，則有可能是網(wǎng)絡(luò)問題導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，建議檢查網(wǎng)絡(luò)并重試。只有響應(yīng)碼（Code）值為0的時(shí)候，響應(yīng)數(shù)據(jù)中的 Payload 中所攜帶的 SessionID 才是 IoT 平臺(tái)分配的有效的 SessionID：

設(shè)備成功入網(wǎng)后，IoT平臺(tái)返回了 SessionID。設(shè)備需要使用入網(wǎng)安全密鑰ProductKey和本次回復(fù)中的隨機(jī)數(shù)Nonce來計(jì)算生成后續(xù)與 IoT平臺(tái)進(jìn)行通信過程中用于加密用戶應(yīng)用數(shù)據(jù)的密鑰（SessionKey），計(jì)算方法如下描述（偽代碼）：

加密方式：AES128_ECB_PKCS5Padding SessionKey = ENCRYPT( ProductKey , SessionID + Nonce);

示例：

ProductKey ：A0 1A 24 79 67 25 73 DF 84 53 7D F4 C7 3D 3F CC

SessionID：46 55 43 4B

Nonce（123）：7B

則拼接結(jié)果為：46 55 43 4B 7B 加密運(yùn)算結(jié)果為：40 8C 79 0F 85 BF 60 E6 D4 F1 C1 3C 6A 5C 4C 8B SessionKey = 408C790F85BF60E6D4F1C13C6A5C4C8B

如果使用非加密模式進(jìn)行應(yīng)用數(shù)據(jù)的傳輸，則可以忽略此步驟，即不需要計(jì)算 SessionKey 的值。

特別注意：設(shè)備的入網(wǎng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)如果設(shè)置了Mode 為1，則平臺(tái)會(huì)在設(shè)備心跳和設(shè)備數(shù)據(jù)上行時(shí)檢查設(shè)備的SessionKey是否過期，如果平臺(tái)監(jiān)測(cè)到設(shè)備的SessionKey過期，則會(huì)主動(dòng)更新設(shè)備SessionKey并下發(fā)給設(shè)備；如果入網(wǎng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)設(shè)置了 Mode 位為0，則平臺(tái)不會(huì)檢查設(shè)備的 SessionKey 是否過期。

入網(wǎng)sing值計(jì)算請(qǐng)參考文檔《Lierda_NB860&MB960&MB260_Application_Notes_MQTT對(duì)接Lierda X平臺(tái)》

備注：

設(shè)備每次與 IoT 平臺(tái)建立新的 MQTT 鏈接后（首次連接或者斷線重連），都必須向平臺(tái)重新請(qǐng)求入網(wǎng)，否則平臺(tái)將拒絕與設(shè)備進(jìn)行通信。

數(shù)據(jù)交互

通過AT+MQTTPUB=,,,,,命令向平臺(tái)發(fā)布消息。

連接ID：取值0~2。

報(bào)文標(biāo)識(shí)符：取值1~65535。

發(fā)布消息QOS等級(jí)：取值0~2。

保留標(biāo)志：取值0~1。

主題名：0~512字節(jié)字符串。

有效載荷：0~1500字節(jié)字符串。

示例：

AT+MQTTPUB=0,1,0,0,"/sys/5********/*********/86**********83/uplink","{ "MessageId" :

1231,"HeaderCtrl":4,"Mode":1,"Nonce":10,"Payload":"CB963****************EFE"}"

□

[11:06:12.040]收←◆

[11:06:12.060]收←◆

+MQTTPUBACK: 0,1,0

OK

[11:06:13.680]收←◆

+MQTTRECV:0,8,1,0,/sys/5********/*********/86**********83/downlink,{"MessageId":1231,"HeaderCtrl":4,"Code":"200","Msg":"SUCCESS"}

+MQTTRECV:0,9,1,0,/sys/5********/*********/86**********83/uplink_ack,{"MessageId":1231,"HeaderCtrl":4,"Code":"200","Msg":"SUCCESS"}

設(shè)備上報(bào)數(shù)據(jù)可在運(yùn)行日志中查看；下發(fā)透?jìng)鲾?shù)據(jù)可在在線調(diào)試中實(shí)現(xiàn)。

至此，我們已完成基于MQTT協(xié)議的端（Lierda NB860模組）到云（Lierda X平臺(tái)）對(duì)接并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互功能。下一期我們將介紹NB860模組配合X平臺(tái)進(jìn)行云云對(duì)接快速上云，敬請(qǐng)期待。

審核編輯：符乾江