MQTT X CLIMQTT X CLI 是一款全开源的、强大而易用的 MQTT 5.0 命令行客户端工具，也是命令行上的 MQTT X，旨在帮助开发者无需使用图形化界面，也能快速开发和调试 MQTT 服务与应用。特性无依赖限制：基于命令行的安装和使用，无任何环境依赖要求开放源码：基于 Apache License 2.0 协议，开放源码易于集成：可快速集成到自动化测试脚本中单/双向 SSL 认证：支持 CA、自签名证书，以及单、双向 SSL 认证下载MQTT X CLI 可以快速下载并安装到 macOS、Linux 和 Windows 系统上，安装前不需要任何的依赖环境准备，只需在终端内执行命令，即可安装和使用 MQTT X CLI。快速开始订阅mqttx sub -t 'mqttx/cli' -h 'broker.emqx.io' -p 1883发布mqttx pub -t 'mqttx/cli' -h 'broker.emqx.io' -p 1883 -m 'hello from MQTTX CLI!'发布多条消息mqttx pub -t 'mqttx/cli' -h 'broker.emqx.io' -p 1883 -s -MMQTT X CLI 支持一个 pub 命令可以发布多条消息的功能，只需要在编辑是在命令中添加一个 -M 参数和 -s 参数，每次输入完成后换行即可。转载自https://www.jianshu.com/p/aa1996da3ee5

MQTT Explorer 简介MQTT Explorer 是目前较为活跃的 MQTT 客户端桌面应用，一直受到开发者们的喜爱。主要技术是 Electron，由 @thomasnordquist 开发并且开源，遵循 Creative Commons Public Licenses 协议，GitHub 地址为 cid:link_3/MQTT-Explorer。其包含主要特性有：基本订阅/推送/连接功能用户认证功能WebSocket 支持支持 diff 查看和多种类型的 Payload基本的历史信息日志支持 TLS 连接支持黑夜模式尤其是一些较好的特性有：自动订阅$SYS主题，方便查看 broker 状态信息按照树形结构组织订阅列表，方便用户查看其归属关系有消息可视化功能，直观、可交互的统计图表设计MQTT Explorer 能够满足大部分开发的需求，但是也有一些缺点：一次只能一个连接存在，不方便多连接调试UI 设计上 Publish payload 和 Subscribe Message list 没有分开，并不能很方便地查看收发信息的情况没有完整的操作日志记录，不方便开发者排查与服务器交互的信息

 1. MQTT简介 MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是IBM开发的一个即时通讯协议，有可能成为物联网的重要组成部分。该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，被用来当做传感器和致动器（比如通过Twitter让房屋联网）的通信协议。  2. MQTT应用 IBM和St. Jude医疗中心通过MQTT开发了一套Merlin系统，该系统使用了用于家庭保健的传感器。St. Jude医疗中心设计了一个叫做Merlin@home的心脏装置，这种无线发射器可以用来监控那些已经植入复律-除颤器和起搏器（两者都是基本的传感器）的心脏病人。 该产品利用MQTT把病人的即时更新信息传给医生/医院，然后医院进行保存。这样的话，病人就不用亲自去医院检查心脏仪器了，医生可以随时查看病人的数据，给出建议，病人在家里就可以自行检查。 通过MQTT协议，目前已经扩展出了数十个MQTT服务器端程序，可以通过PHP，JAVA，Python，C，C#等系统语言来向MQTT发送相关消息。 此外，国内很多企业都广泛使用MQTT作为Android手机客户端与服务器端推送消息的协议。随着移动互联网的发展，MQTT由于开放源代码，耗电量小等特点，将会在移动消息推送领域会有更多的贡献，在物联网领域，传感器与服务器的通信，信息的收集，MQTT都可以作为考虑的方案之一。在未来MQTT会进入到我们生活的各各方面。 如果需要下载MQTT服务器端，可以直接去MQTT官方网站点击software进行下载MQTT协议衍生出来的各个不同版本。  3. MQTT特点编辑 MQTT协议是为大量计算能力有限，且工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议，它具有以下主要的几项特性：  使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合； 对负载内容屏蔽的消息传输； 使用 TCP/IP 提供网络连接； 有三种消息发布服务质量： 至多一次 消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送. 至少一次 确保消息到达，但消息重复可能会发生。 只有一次 确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况，在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。 小型传输，开销很小（固定长度的头部是 2 字节），协议交换最小化，以降低网络流量； 使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制 下载安装 MQTT.fx支持windows/linux/mac，请选择对应的版本进行安装，本例以Windows10为例，版本为1.7.1 。 下载地址: http://www.jensd.de/apps/mqttfx/  下载完之后双击进行安装。  配置使用 打开软件，界面如下图  然后选择编辑连接  填写相应的Profile Name，Broker Address和Broker Port（如果修改过的话，默认是1883），Client ID可以点击Generate按钮自动生成。编辑完之后点击保存退出编辑界面。  之后到主界面的下拉框选择刚才配置的Profile Name名称（172.16.0.121），然后点击Connect（连接）按钮进行服务连接。连接成功后，再点击Subscribe（订阅）选项，在下方的下拉框中选择主题（或者自己创建一个主题，如i like mqtt），之后点击后面的Subscribe（订阅）按钮。  再回到Publish（发布）选项，在下拉框中选择一个主题（或创建一个与Subscribe（订阅）选项中一样的主题）。现在可以在下方的输入区域写上你要发送的消息（如wo ai mqtt，中文在订阅者的消息显示上会乱码），这里的消息支持多种格式，然后点击Publish（发布）按钮。  最后再回来Subscribe（订阅）选项中查看消息是否接收成功，如图所示已经成功接收到发布者发送的消息（wo ai mqtt）。  还可以选择对应的消息解码器（文本格式，JSON格式，Base64编码，十六进制编码，Sparkplug编码） 转载自https://blog.csdn.net/tiantang_1986/article/details/85101366

MQTT X 是一款开源的 MQTT 5.0 跨平台的桌面测试客户端，它支持在 macOS，Linux，Windows 操作系统上运行。MQTT X 支持创建多个同时在线的 MQTT 客户端，方便用户快速测试 MQTT/TCP、MQTT/TLS 、MQTT/WebSocket 的连接/发布/订阅功能及其他 MQTT 协议特性。主要功能跨平台，支持 Windows，macOS，Linux；完整支持 MQTT v3.1.1 以及 MQTT v5.0 协议；支持 CA、自签名证书，以及单、双向 SSL/TLS 认证；多界面主题，支持 Light、Dark、Night 三种主题模式切换；订阅 Topic 时可自定义颜色标记；支持简体中文以及英文；支持 MQTT/TCP 连接和 MQTT/WebSocket 连接；支持 $SYS 主题自动订阅，并可按层级展开；支持多种 Payload 格式 Hex, Base64, JSON, Plaintext。下载地址：cid:link_6

作者 | Jim Meyers通过升级新的监控和数据采集（SCADA）系统，可再生能源公司在运营和业务管理方面获得更多优化和改进。使系统更易于满足合规要求的同时，还可以获得其它好处，对制造商来说，这是一个真正的双赢。只要问问Roeslein 可再生能源公司（RAE）就明白了，该公司投入了一套新的监控和数据采集系统（SCADA），除了合规性， 还在很多其它领域获得了改进。总部位于美国圣路易斯的可再生能源公司RAE， 拥有运营和开发沼气洗涤设施， 可将农业和工业生物废物转化为可再生天然气和可持续的副产品。系统集成商Roeslein&Associates（同属RAE 集团）为其升级了新的SCADA 系统，并使用了几种现代技术，包括云服务平台、SCADA 平台、边缘计算和消息队列遥测传输（MQTT）功能。 新系统可以从不同位置可靠地收集数据，将其存储在同一个地方，提供给用户访问。该系统帮助RAE 公司满足政府的合规性要求，也可以帮助其它公司满足这些要求。安全网络可以支持增加更多的公司，每个公司只能访问它们自己的数据。该系统提供了一种简化的方式来可视化数据、评估运营状态，并生成必要的月度报告，以确保合规性。 该系统提供了单一的事实来源，并简化了数据提交过程。RAE 公司每天还使用这个新平台来管理和优化生产，并能持续添加新的功能。检查所有阀门，确认是否有某个阀门开裂或泄漏。集成SCADA、云和边缘技术“连接所有部件并不困难。”负责该项目实施的系统工程师Mitchell Leefers 表示， 使用Amazon 云服务资源通常需要一段学习曲线，但通过边缘技术和MQTT，一切都可以完美地连接在一起。该项目涉及两个独立的数据采集系统。其中一个可以处理合规报告所需的数据，并可以以安全的方式将其它公司包括在内。该系统拥有一个虚拟的私有云。它还包括与可编程逻辑控制器（PLC）直接连接的以太网，以确保可靠的边缘设备通信。数据通过MQTT 传输。第二个系统仅用于RAE 公司收集其所有过程数据。这些数据被用于整体设备效率（OEE）、故障排除、维护跟踪和过程改进。 “ 当决定将其分为两个系统时，我们并没有现成的、在以前项目中使用过的任何模型，” Leefers 说，“我们做这个决定，完全是根据客户提供的信息和我们过去的经验。” SCADA 系统帮助RAE 公司向政府许可机构报告合规性。RAE 的财务经理Ivailo Chervenkov 说：“它通过用户友好的界面提供最新的运营数据，极大地促进了我们的合规工作。它还使我们可以以更高效的方式，来简化数据收集和分发。在使用该系统之前，所有数据都是通过繁琐的手动方法收集、过滤和分发的。” 现在，RAE 公司可以利用这些数据来实现更多功能， 以进一步改善运营。Cher venkov 说：“该系统使我们能够扩大报告工作，以应对不断增加的容量，以及更多的设施和增加的复杂性所带来的挑战。数据也变得更可靠和可用，加快了关键生产和预测活动。该系统帮助我们轻松确定出问题的领域，并快速找到实时解决方案，从而提高信息和决策的效率和质量。” SCADA 软件提供的不仅仅是合规性RAE 公司工程副总裁Eric Bancks 说：“SCADA 软件与我们的每日报告交互，允许单点访问数据。它提供了访问和可视化历史过程数据的工具，用于优化和故障排除的过程分析。我们能够绘制历史沼气产量与沼气预测模型对比图，并用经验数据修改预测模型，跟踪甲烷回收和甲烷不平衡。数据则用于识别‘可疑’仪表，以加快维修。”  新的SCADA 系统在解决问题的同时还节省了大量时间。Bancks 说：“因为大多数网点都离我们办公室很远。现在，我们可以在办公室收集数据并进行分析，为现场提供指导，而无需单程高达四五个小时的差旅。” 利用SCADA 平台中的分析工具，对数据进行趋势分析还会带来其它好处。Bancks 说：“我们的过程团队广泛使用定制趋势工具。它使我们的过程团队可以在同一个图上绘制多个变量，还可以将数据下载为CSV 文件，以供进一步操作和分析。”自定义趋势工具，具有不同的数据查询，如分钟快照、分钟平均值、小时平均值等。这有助于以任务所需的任何频率管理数据。RAE 已经预见到更好、更多地访问数据所带来的巨大价值，这对决策过程和预算编制至关重要。它提供了一致、准确和及时的数据，可供整个公司的不同员工日常使用。它还允许不同级别的管理层使用不同类型的信息，从而有助于改善决策。合规记录可帮助不同需求的企业创建合规记录的软件，也可以帮助没有合规要求的组织。“这类系统可用于任何类型的数据采集和分析，” Leefers 说，“我们已经建立了一个高可用性和高冗余的系统，通过互联网与中央数据库连接，可靠地从世界任何地方的运营中获取数据。这是我们解决的问题，但它也可能是其它不同场景的解决方案。” 系统集成商正在为该系统增加新的功能。“我们正在整合条形码系统， 以便更高效地跟踪天然气运输。” Leefers 说。许多生产场所没有与天然气管道的直接连接，所以在给卡车加油时，需要将天然气送到卸载站注入管道。每批货物都必须用一份文件进行跟踪，其中包含装载在卡车上的天然气信息。虽然，可以手动完成该过程的大部分工作，但需要大量运行人员手动输入数据以创建文档，且人工输入容易出错。新的条形码系统将使追踪每批气体及其数据变得更加容易和可靠。本文来自于控制工程中文版（CONTROL ENGINEERING China）2022年5月刊《应用案例》栏目：升级SCADA 系统：提升合规性和运营效率

# 第六章(4-5)笔记 ## UDP服务端 ### 相关API介绍 socket.h文件中声明的相关接口函数  ### UDP服务端创建流程  ### 实现UDP服务端 打开D4工程的tcp_server_demo.c文件，需要修改部分代码即可实现 修改之后来实现数据的收发  连接的网络一定是电脑要连接的网络 ## MQTT客户端 ### MQTT介绍  Paho是IBM在2011年建立的Eclipse开源项目，该项目包含以可以使用C、Java、Python、Javascript等语言编写的可用客户端 ### Phao MQTT文件目录介绍  ### 相关接口函数 MQTTClient.h中包含声明的相关接口函数  ### 实现MQTT客户端 打开D5工程中的iot_mqtt.c文件，即可查看代码 * 代码不同步的话，可以在gitee上进行同步 * 配置MQTT客户端的信息  * 发送连接失败，重新返回前面的代码，重新连接服务器  * 发送连接成功之后，使用接口去订阅消息  * 用while循环来发布消息  发布失败时候也要去重新连接 ## 第七章笔记 ## 对接华为云IoT平台 ### 华为IoT平台介绍  华为云物联网平台即华为设备接入服务(loT Device Access)，提供海量设备连接上云、设备和云端双向消息通信、批量设备管理、远程控制和监控、OTA升级、设备联动规则等能力，并可将设备数据灵活流转到华为云其他服务，帮助物联网行业用户快速完成设备联网及行业应用集成。 华为loT平台地址: https://www.huaweicloud.com/product/iothub.html ### 华为IoT平台产品创建  产品模型用于描述设备具备的能力和特性。开发者通过定义产品模型，在物联网平台构建一款设备的抽象模型，使平台理解该款设备支持的服务、属性、命令等信息，如颜色、开关等。 ### 设备对接华为IoT平台 打开D6工程的iot_cloud_oc_sample.c文件，即可查看代码 * 设置数据的拼装 

## HarmonyOS网络应用开发UDP客户端（6.1） **本节主要介绍:** - UDP协议相关API - UDP客户端创建流程 - UDP通信流程 **:三目录** 1. UDP协议相关API介绍 2. UDP客户端创建流程介绍 3. 实现UDP客户端 4. 测试UDP客户端 5. 总结 ------ #### UDP协议相关API介绍 ------  #### UDP客户端创建流程介绍 ------ **流程：** ​ 1.UDP客户端通过socket()创建套接字 ​ 2.sendto()发送数据请求，将数据发送到UDP服务端 ​ 3.服务端接收到数据后做数据应答，也就是服务端接收到数据后发送一些数据给客户端 ​ 4.客户端使用recvfrom函数接收数据 ​ 5.当不需要UDP客户端时使用close关闭客户端  #### 实现UDP客户端 ------ 打开"D3_ iot udp_client"工程的udp_ _client demo.c文件，可在代码中查看实现UDP客户端的代码。 **创建客户端之前需要连接热点。**  #### 测试UDP客户端 ------ **1.****使用Socket tool创建UDP服务端用于测试.**  **2.**上述**工具下载地址****：** https://pan.baidu.com/s/13YlqQVzEa5ygcQeTSGQ_JA提取码: 1234 **3.****打开窗口命令行****：**win R，输入cmd，输入ipconfig读取ip得到IP地址：   编译：  ## HarmonyOS网络应用开发- -TCP服务端（6.2） **本节主要介绍:** - TCP协议相关API - TCP服务端创建流程 - TCP通信流程 **本节主要介绍:** 1. TCP协议相关API 2. TCP服务端创建流程 3. TCP通信流程 ------ #### TCP协议相关API介绍 ------  #### TCP服务端创建流程介绍 ------ **流程：** ​ TCP服务端通过socket()创建套接字，再调用bind把ip和端口传递到套接字上，listen是用套接字创立的监听，然后accept的API一直阻塞，一旦连接，TCP客户端就可以发送数据使TCP服务端接收。如果服务端要发送数据调用send，由客户端接收，如果客户端关闭套接字，服务端随之关闭套接字。  #### 实现TCP服务端 ------ 打开"D4_ iot_tcp_ server" 工程的tcp_ server.demo.c文件，可以查看实现TCP服务的代码。 **创建服务端之前需要连接WIFI 。** 编译：仍使用python build.py BearPi-HM Nano 继续执行：同上 HiBurn 打开串口工具 等待连接wifi Socket软件调试 ## HarmonyOS网络应用开发- -TCP客户端（6.3） **本节主要介绍:** - TCP协议相关API - TCP客户端创建流程 - TCP通信流程 **本节主要介绍:** 1. TCP协议相关API 2. TCP客户端创建流程 3. TCP通信流程 ------ #### TCP协议相关API介绍 ------  #### TCP客户端创建流程介绍 ------ **流程：** ​ TCP客户端通过socket()创建套接字，再调用connect进行客户端与服务端的连接，一旦连接成功，TCP客户端就可以用send发送数据使TCP服务端接收。如果服务端要发送数据调用send，由客户端接收，如果客户端关闭套接字，服务端随之关闭套接字。 注意：TCP客户端创建流程图与TCP服务端创建流程图相同，方向不同。  #### 实现TCP客户端 ------ 打开"D3_ iot udp_ client" 工程的udp_ _client _demo.c文件,修改部分代码即可实现TCP客户端。 **创建客户端之前需要连接WIFI 。** **视频在编译前有部分报错，后面会纠正，实操时要注意。** 编译：仍使用python build.py BearPi-HM Nano 继续执行：同上 HiBurn 打开串口工具 等待连接wifi Socket软件调试 ## HarmonyOS网络应用开发- -UDP服务端（6.4） **本节主要介绍:** - UDP协议相关API - UDP服务端创建流程 - UDP通信流程 **:三目录** 1. UDP协议相关API介绍 2. UDP服务端创建流程介绍 3. 实现UDP客户端 4. 总结 ------ #### UDP协议相关API介绍 ------  #### UDP服务端创建流程介绍 ------ **流程：** 1. UDP服务端通过socket()创建套接字 2. 再调用bind把ip和端口传递到套接字上 3. 用recvfrom接收数据，sendto()传递数据 4. UDP服务端关闭，客户端随之关闭 -----------------------------------  #### 实现UDP服务端 ------ 打开"D4_ iot_ tcp server"工程的tcp_ server_ demo.c文件，修改部分代码即可实现UDP服务端。 **创建客户端之前需要连接WIFI 。** **视频在编译前有部分报错，后面会纠正，实操时要注意。** 编译：仍使用python build.py BearPi-HM Nano 继续执行：同上 HiBurn 打开串口工具 等待连接wifi Socket软件调试 ## HarmonyOS网络应用开发- -MQTT客户端（6.5） **本节主要介绍:** - 什么是Paho MQTT - Paho MQTT文件目录 - 如何使用Paho MQTT ​ **目录：** 1. MQTT介绍 2. Paho MQTT文件目录介绍 3. 如何使用Paho MQTT 4. 实现MQTT客户端 5. 总结 ------      MQTT消息代理软件mosquitto下载地址: https://mosquitto.org/download/

# 网络应用开发 ## UDP客户端 ### 1、UDP相关协议API介绍  ### 2、UDP客户端创建流程介绍  ### 3、实现UDP客户端 打开"D3_iot_udp_client"工程的udp_client_demo.c文件，可在代码中查看实现UDO客户端的代码   ## TCP服务端 ### 1、TCP协议相关API介绍  ### 2、TCP服务端创建流程介绍  ### 3、实现TCP服务端 打开"D4_iot_tcp_server"工程的tcp_server_demo.c文件，可以直接查看TCP服务的代码   ## TCP客服端和UDP服务端与以上代码实现相似，不再详细介绍 ## MQTT客户端 ### 1、MQTT介绍  ### 2、Paho MQTT文件目录介绍   ### 3、如何使用Paho MQTT 在MQTTClient.h中包含声明Paho MQTT相关接口函数  ### 4、实现MQTT客户端 打开"D5_iot_mqtt"工程的iot_maqtt.c文件，查看实现MQTT客户端的代码  

【功能模块】小熊派的nb卡损坏了，开源社区里的实验手册都是利用nb-iot上云，学习了mqtt的智能农业实例后，想利用mqtt协议做智能烟感的实例【操作步骤&问题现象】个人能力有限，想知道如何修改mqtt示例中的哪些文件可以实现移植烟感模块用mqtt上云的功能【截图信息】【日志信息】（可选，上传日志内容或者附件）

　　 6月30日消息（南山）蜂窝物联网低调中发展，在2022年将迎来一个历史性时刻。　　根据工信部发布的《2022年1-5月份通信业经济运行情况》，截止5月底，我国蜂窝物联网用户已达15.9亿户，相比去年底净增1.96亿户。而移动电话用户总数为16.6亿户，相比去年底净增1966万户。　　蜂窝物联网用户相比移动电话用户10倍的增长速度，使得双方差距迅速缩小，最新统计数据显示，差距缩小至6751万户，占比分别为49%和51%。以双方增速来计算，最早在今年第三季度末，蜂窝物联网用户规模将历史性超越移动用户规模。　　这得益政策的大力支持。2020年5月，工信部发布了《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》，明确引导新增物联网终端不再使用2G/3G网络，推动存量2G/3G物联网业务向NB-IoT/4G（Cat1）/5G网络迁移。更低功耗、更大带宽、更强连接能力，使得蜂窝物联网应用场景大幅拓宽，迅速扩大在千行百业的渗透率。　　同时，中国拥有全球最强的物联网产业链。物联网应用最核心的组件是模组，中国则是全球最大的模组供应国。研究机构Counterpoint Research的最新报告显示，2022年第一季度全球蜂窝物联网模组出货量同比增长35%，其中移远通信（603236）份额38.1%，出货量同比增长了77%；广和通（300638）和日海通讯分别位居第二和第三。也就是说，排名前三的模组厂商均来自中国。　　5G正在进军千行百业，将进一步挖掘物联网的潜力。各大模组厂商均已推出了5G模组产品，可以相信，随着5G的持续部署，蜂窝互联网用户规模还将保持较快的增长速度，持续扩大，并带来全新的商业机遇。

如今，物联网应用越来越受到人们的关注。而蓄势待发的飞猫智联品牌，也在物联网应用上占据了一席之地，成为大家选择的一个对象。构建物联网，飞猫智联的产品也可以助你一臂之力。如果你使用过这个品牌的产品，就会知道，这些产品都是根据消费者的实际需求开发出来的，对于物联网的互联互通有很大的帮助。由于这些随身WiFi产品和无线路由产品使用起来既方便，又实用，确实让消费者享受到了物联网的便捷。物联网的特点在于物物相连。我们可以通过使用飞猫智联的产品，来达到这一目的。特别是飞猫智联推出的5G 无线路由 F10产品，支持WiFi 6协议，同时兼容前代WiFi 协议（802.11b/g/n/ac），低延时、高速率的同时可稳定连接几十台终端，可支持市面上几乎所有主流智能家居设备，在各方面的表现都令人满意。从客观上来看，F10产品既满足了物联网的深层次需求，也符合了消费者的心理预期。物联网的第二个特点就是实现了信息的交换。当我们使用飞猫智联的随身WiFi产品时，就可以轻而易举地达到这一要求。由于飞猫智联产品的性能稳定，网速快，我们就可以在任何地方随意连接上网，实现我们对信息的交换。同时，这时候的信息交换是非常快速、稳定的，能够达到物联网的要求。物联网还具有一个特点，就是行业性。目前我们可以在工业、农业、交通、环保、电力、物流、水利、安保、家居、教育和医疗等不同的行业中实现物联网。由于各个行业都具有自身的特点，导致物联网的方案也非常之多。不过，万变不离其宗，不管是在哪个行业中，我们都要通过移动上网设备来实现物联网的方案。这时候，选择飞猫智联品牌就是非常的明智了。如此看来，物联网的构建与飞猫智联品牌有着不解之缘。不论你是否使用过飞猫智联的随身WiFi或无线路由产品，都可以通过它在市场上的口碑来了解这个品牌。事实上，飞猫智联产品对于物联网应用有着很好的促进与推动作用，是我们构建物联网的一个途径。要是你也想在家中享受到物联网的红利，完全可以选择飞猫智联的随身WiFi或无线路由产品。相信在它的助力之下，你家中的物联网会达到一个理想的境界。

写在前面：为了应对标准化和跨平台的趋势，更好的推广OPC，OPC基金会在OPCDA成功应用的基础上推出了一个新的OPC标准——OPC UA，OPCUA不再基于分布式组件对象模型（DCOM），而是以面向服务架构（SOA）为基础，因此，在未来的若干年中，OPCUA将逐步取代OPCDA，成为新一代的OPC标准，助力工业4．0。而提起MQTT，或许大家有些陌生。MQTT是一个基于客户端－服务器的消息发布／订阅传输协议。具有轻量、简单、开放和易于实现的特点，尤其在物联网IOT领域应用非常广泛。物联网一直都是一个很热门的话题，而数据上云，也是现在工业上很普遍的一个需求。至于如何实现，各个厂家都提供了各种不同的解决方案，无分好坏，最适合的就是最好的。刚看完一篇名为《OPCUA＋MQTT＝物联网扩展的热门组合》的公众号文章之后，文思泉涌，想着如何将OPCUA与MQTT联合起来，构建一个物联网通用框架，实现数据远传。01PART整体网络架构很多时候，我们的需求是这样的：现场有N台不同的设备或系统，每台设备或者系统的协议是各不相同的，希望可以用一种通用并且简单的方法，将这些数据传到云端，实现远程访问。这样的需求，在上位机中其实是物联网最典型的应用之一，那么采用OPCUA＋MQTT或许是个不错的选择，整体的框架设计如下：图表 1 整体网络架构为了实现整体功能，这里的设备层，采用Modbus Slave，基于Modbus TCP协议来做仿真测试，增加5个变量，分为为压力1－压力5，对应地址从40001－40010，数据类型为浮点型，运行Modbus Slave仿真结果如下：图表 2 ModbusTCP服务器02PART服务层至于服务层，主要是OPCUA服务器的开发应用，这里我们有两个选择，一种是采用第三方的OPC软件，比如Kepware、Knight、Matrikon这些公司的产品，这种比较容易，做下相关配置即可，另外一种方式就是自己开发，相对来说难度要大一些。这里我使用自己开发的一款软件——上位机CMS配置一体化软件，通过简单配置，在10秒内，实现了ModbusTCP客户端数据通信，结果如下：图表 3 ModbusTCPClient通信测试然而，这部分，仅仅是实现了ModbusTCP客户端的功能，如果要实现OPCUA服务器的功能，需要激活一下OPCUA服务器，在服务器节点下添加一台OPCUA服务器即可，添加完成后，保存重新运行，结果如下： 图表 4 开启OPCUAServer为了测试OPCUA服务器是否开启成功，需要进行测试，可以使用官方软件UAExpert软件来测试一下：图表 5 OPCUAClient通信测试03PART数据层（1）在实现数据层功能之前，需要创建一个MQTT服务器，这里基于．NET CORE编写了一个MQTT服务器的程序，并在阿里云服务器中部署运行（这里要注意开放端口1883），运行效果如下： 图表 6 MQTT服务器（2）MQTT服务器创建完成之后，重新打开一个CMS配置软件来进行OPCUAClient的功能测试，上一节中的UAExpert是官方的OPCUA客户端软件，仅用于测试使用，这里的使用的CMS配置软件的OPCUAClient是自己开发的客户端程序，经过配置之后，运行结果如下： 图表 7 OPCUAClient（3）在CMS配置人家的服务器节点中，右击添加一个MQTTClient，根据MQTT服务器配置相关IP、用户、密码、主题及更新时间等信息，具体如下：图表 8 MQTT客户端配置（4）配置完成后点击启动按钮，整体运行之后，可以看到MQTT连接成功，并按照设定的周期将最新的数据发布到指定的主题中，效果如下：图表 9 启动MQTT客户端（5）打开MQTT服务器，也可以看到不断地有数据发布过来，这里为了便于观察结果，将压力1的数据仿真成每秒加1，MQTT服务器数据接收如下：图表 10 MQTT服务器数据接收04PART应用层通过以上的相关部署，即可实现整个OPCUA＋MQTT的实现，实际应用时，只需要开启一个MQTT客户端，连接指定的MQTT服务器，并订阅相应的主题，即可获取到设备层的实时数据，这里使用一个常用的MQTT客户端软件，即MQTT．fx： 图表 11 MQTT．fx通信测试写在最后：本文旨在结合当下主流的OPCUA统一架构和MQTT通信协议，实现一种数据上云的途径，对于自动化行业的上位机工程师来说，可以拓展大家的思路。未来更多是IT和OT相结合的一种趋势，因此，作为每个工控技术人员，都要时刻保持危机感，不断学习，不断进步，这样才能更好地面对未来工业的快速发展。转载自https://iot.ofweek.com/2022-03/ART-132200-11000-30551999.html

近日，由AIoT星图研究院与物联传媒编写的《中国RFID无源物联网市场调研报告（2022版）》正式对外发布，报告的精华内容，我们将会通过微信公众号陆续对外展示。无源物联网，顾名思义，就是物联网设备没有采用电源（电池或者电线），而是通过采集环境中的微能量使物联网节点正常工作。人们常说，“水乃生命之源”，而能量，则是驱动IoT设备工作的源头。在人类的发展史上，能源占据着举足轻重的地位，目前，人们对于能量的采集、存储与使用已经炉火纯青，以至于很多人都忽视了它的存在。但在IoT产业中，人们对能量的重视程度日益凸显。比如说，最近几年新涌现出来的NB-IoT、LoRa等新兴传输技术一个最主要的卖点就是低功耗。而蓝牙、WiFi、Zigbee等成熟的无线传输技术，每一代版本的演进突破方向之一，就是如何把功耗做到更低。为何IoT市场如此重视低功耗在IoT市场，连接数字是被视为市场前景重要指标，200亿、500亿、1000亿，这样的连接数字频频出现在人们的视野。而这些庞大的IoT设备，有非常大的比例是需要用电池供电，如果综合考虑显性成本与隐性成本，电池在IoT设备的成本比例不可小觑。?显性成本就是电池的购买成本，仅看价格，电池已经很便宜，但是再便宜的单价×500亿的量都是一个很大的数字，并且，如果功耗大，1台设备更换电池就会很频繁，电池的成本更高。?隐性成本就是更换电池所耗费的人工成本，电池对环节造成的损害等。隐性成本虽无法量化，但整体的量也是一个很大的数字。所以，很多场景需要做到单个电池的使用寿命与IoT设备的迭代周期同步，即当电池电量耗完时，这个设备也需要更换。这一需求也促使了各类IoT相关的技术都在往低功耗的方向演进，不仅仅是无线通信技术，还有低功耗传感器产品，低功耗的IC架构、更低功耗的基础材料以及更低功耗的软件系统等都逐渐被人重视。但，有源设备中，功耗再低，还是需要电池。那么， IoT设备能不能彻底摆脱电池的限制，不用电池就能正常使用呢？答案是肯定的。这就是最近火起来的无源物联网技术。从技术种类来分，无源物联网主要分为这么几类：第一种就是通过采集周围环境中的无线电能量来实现。比如说4G信号，5G信号，Wi-Fi信号，蓝牙信号等等，每一种无线电信号，都是一种能量传输。这也是最受关注的方式，因为一个物联网设备要正常运作，除了获取工作能量之外，还需要将数据信息进行传输，而信号的传输也是依靠无线电信号，因此，采用无线电方式既可以获取能量，也可以传输信号，让系统非常的简洁，同时成本、尺寸等都可以做到很低。第二种常见的就是采集太阳能供电，太阳能供电可以获取较大的电能，但是系统复杂，成本高，在某些场景适用，但是对于大规模，低成本的物联网应用场景而言，很明显是不适用的。第三种，就是按压式发电，通过机械力改变材料的形变而产生电流，这种方式也有一些比较适用的场景，比如说开关，遥控器等。但这种需要直接动手的方式，很明显，在大多数的场景中也不适合。因为无线电信号的无源物联网方式应用最广泛，所以，这也是本报告重点研究的方向。无源物联网并不算新技术为何最近这么受重视呢？第一个原因：节能环保是全球共同的时代主题。目前在全球范围，关于如何对自然环境进行保护以促进人类的可持续发展成为了重要的课题，而我国也提出了“碳达峰”、“碳中和”的概念。而电池的对环境有较大的损害，所以，在时代背景之下，通过吸收环境中的无线电波的无源物联网技术就受到了格外重视。第二个原因：应用需求端要求降低IoT设备的成本与尺寸。IoT设备脱离了电池的束缚，可以做到更小的尺寸与更灵活的形态，甚至是柔性贴片式的形态，以方便应用。另外没有电池也可以降低很大比例的成本，尤其是对于很多低价格的产品而言，几毛钱的成本差异就会限制一大片应用场景的使用。物联网的愿景就是“万物皆可连接”，但对于很多低价格的产品，比如矿泉水、零食、快递包裹等来说，产品的利润很低，采用电池连接，显然是不合适的。所以，采用低成本的无源连接方案成为释放千亿乃至万亿级连接量的必然之选。为什么是RFID将会成为时代的答案？无线传输技术有很多，为什么RFID会是时代的答案？要评判一个无源无线电技术的优劣，主要有两个指标，第一个指标是工作的距离，工作距离越远，适用的场景就越广；第二个指标就是成本，无源物联网适用的场景就是低成本，谁的成本更低，谁就更有优势。1、相较于其他的无线技术，无源RFID可以传输的更远无线电波无源物联网方案想要获得较远的传输距离，对相应产品有两个层面的要求。第一，是从无线电波中吸取能量的效率要高。从无线电波中吸取能量有近场与远场之分。近场能量传输主要是通过线圈的电感耦合，传输距离很近，比如说NFC就是采用这种方式，一般工作距离只有几厘米。而远场传输为微波辐射系统，电磁能量的传送是在远场区域(辐射场)中完成。常见的通信技术比如UHF RFID、蓝牙、Wi-Fi等都是在远场中完成能量传输。影响远场能量传输的条件主要有3个，即：信号源发射功率、天线的大小、以及无线电波的频率。发射功率每个国家都有严格的规定，尤其是民用产品都有发射功率上限，以避免对其他信号造成干扰或者对人体造成辐射危害，除了运营商的蜂窝通信技术比非授权频谱有更高的发射功率之外，其他的技术差别不大。天线每种技术都通用，产生不了差异。所以，影响无线电波能量传输最大的因素就是电磁波的频率，下面一组测试数据：固定发射天线输出功率及接收天线尺寸，记录不同频率下读距，得到如下图所示为不同频率下的工作距离图。由此可以看出，远场传输获取能量效率最高的频段是800MHz-1GHz区间范围内。在该频段范围内，同等的条件下，节点工作的距离最远。第二，就是芯片的工作电流要足够低。芯片的工作电流越低，相应的工作距离也会越远，我们统计了几类频率较为相近的通信技术的工作电流除此之外，市场上也有温度差，震动等方式进行自动采集环节能源的方案出现。在实际的应用中，会通过加电容的方式储存电量，在应用的时候通过电容放电以达到芯片的工作要求，也可以扩大芯片的工作距离，但这针对的是低频次数据传输的场景。通过上述两个维度的筛选，可以很直观的得出一个结论，那就是RFID是最优秀的无源物联网技术。2、RFID的成本优势明显目前RFID的标签使用量每年已有数百亿，庞大的规模刺激标签的成本价格在逐渐降低，以UHF RFID标签为例，目前在鞋服零售这类大批量通用市场上，它的市场售价稳定在2-3毛人民币，并且有继续下降的趋势，而市场上备受关注的快递物流包裹场景中，对于电子标签的成本价要求是1毛以内，这并不是一个不可达到的目标。而相比之下，wifi、蓝牙、UWB等其他的无源物联网技术，一颗芯片的成本都要几块到几十块，即便是为了适应无源场景而进行功能的简化与成本低的优化，也很难达到RFID的水平。所以，从成本上来说，RFID是未来千亿级低成本IoT连接方案的正确答案。当然，RFID技术也不是万能，它也有自己的局限性。第一是它的能力非常简单，只能存储传输小量的数据，如果应用场景中需要比较复杂的技术就不太合适；第二就是UHF RFID没法与手机产生互动，而要与手机产生互动就需要加上NFC这样的双模方案，但这会增加成本，并且NFC传输的距离很短。所以，不同的场景需要用不同的方案，其他的无源物联网技术也会找到自己的应用空间。当然，要实现千亿级的目标，挑战同样很大。挑战一：缺芯带来的阵痛缺芯是最近一两年最热的话题，几乎各行各业都面临着缺芯的情况，RFID同样如此。缺芯的原因有很多，比如因疫情导致很多晶圆厂生产停工；中间商囤货也是一个原因；当然还有就是以新能源汽车为代表的增量市场，吸走了大量的芯片生产产能。诸多的因素刺激之下，RFID芯片的产能就显得紧张。根据市场信息，RFID芯片都出现了不同程度的涨幅，芯片厂商对于大客户会优先供给，并且涨幅不大；但是在散客市场上，因为得不到芯片厂商的直接供给，只能去找市场上的存货，而价格体系也非常混乱，涨幅3-5倍甚至更高的交易都会出现。缺芯潮对RFID行业也必将会带来深远的影响。最直接影响的就是改变了市场形态。在以往的商业环境中，谁手里有项目谁就有话语权，拿到项目的企业可以自己去扩充产能去做，也可以外包给其他企业去做，这是一个买方市场。而缺芯之后，逐渐变成了卖方市场，谁手里有芯片，谁手里有产能，谁就能拿到更多的项目。另一个深远影响就是国产替代芯片的崛起。虽然从性能上来说，国产RFID芯片与国外芯片还有些差距，但是国产芯片的价格优势明显，再加上缺芯的因素，国产芯片在很多时候成为了市场的必然选择。有更多的项目使用，国产芯片企业就会有更多的财力以及项目验证去升级完善产品，这将会形成一个正反馈，相信即便是缺芯结束之后，国产芯片在市场上也会站稳脚跟。挑战二：价格优化的天花板目前RFID标签最大的应用领域是鞋服零售行业，而想要让RFID标签有更普及的应用领域，比如在快递包裹、日常生活消耗品等，标签的价格依然是最主要的限制因素。目前大项目中的UHF RFID鞋服标签价格水平约2-3毛钱，用国产的芯片甚至可以做到2毛以内，但这依然不够，很多场景需要标签的成本要低于1毛钱，这对成本的考验很大。目前的UHF RFID标签成本主要来源于5个部分，即芯片、天线、生产设备投入、人工成本以及其他的耗材成本，每个标签成本占比见下表。从上表中可以分析，标签的成本可以优化的路径有：芯片工艺的提升，以降低芯片的成本；天线工艺的改进以降低天线成本；绑定机与复合机等设备的国产替代化以降低设备投入成本等。综合评估，虽然成本还有一定的优化空间，但成本的优化会有天花板，如果达到成本优化的极限但是依然没有达到低成本应用场景的需要，则RFID标签的发展就会受阻。挑战三：在手机植入的不确定性市场上已有RFID这一非常成熟非常优秀的无源物联网技术，那为什么最近一两年会冒出基于蓝牙、UWB甚至5G的无源物联网技术呢？一个非常重要的因素就是UHF RFID没有植入手机，虽然NFC植入了手机，但是NFC的技术特点与蓝牙、UWB等没有可比性，应用需求完全不一样，而新兴的无源技术都是可以与手机产生直接互动。RFID植入手机的好处显而易见，首先是量大，智能手机每年的出货量都有10亿量级左右，这本身就是一个很大的市场。其次就是基于手机可以与消费者产生直接的互动，让RFID的应用从B端为主，转为B+C端同步开展。最后，就是手机可以扮演读头的角色，让大量的应用不需要额外添置专用的读写器设备。手机厂商植入UHF RFID芯片在目前看来还没有相关的信息，这一点，也会成为其他的无源物联网技术相比RFID无源物联网技术一个最主要的竞争点。

随着物联网设备遍及业务的各个领域，企业组织需要确保对其进行管理以及正确支持它们的网络。企业组织更多地依赖物联网设备来做出明智的决策、超越竞争对手、降低成本并提高整个组织的效率。尽管物联网网络迅速变得越来越普遍，但是管理物联网网络仍然面临着巨大的挑战。无论是连通性还是数据障碍、可伸缩性或安全性，当今的企业都在努力管理所有这些。随着物联网设备越来越嵌入组织中，所有利益相关者都有责任了解有关它们的更多信息并参与物联网管理的过程。为了取得成功，物联网领导者必须计划应对管理物联网的前五项挑战。数据管理物联网网络生成前所未有的数据量，这些数据对于常规业务运营越来越重要。管理它们产生的大量数据带来了挑战，因此数据管理必须成为首要任务。组织必须确保仅收集团队想要记录和分析的数据。额外的信息将使得更难得出有意义的见解。对于物联网专家来说，找到能够有效跟踪和分析收集到的数据的软件以及可以处理所有数据的存储选项的正确组合至关重要。许多组织都将云产品用于其IoT数据，但一些组织仍依赖本地产品。如果组织希望能够轻松访问数据及其提供的见解，则必须集成所有技术。物联网数据管理的被忽略的一面是数据在网络从设备到存储再到处理器再返回时所使用的带宽。对于通过蜂窝网络连接的物联网设备，提供商可提供具有不同正常运行时间和带宽服务水平的数据计划。对于处理敏感数据的组织来说，即使是短暂的停机时间也可能至关重要。电源管理功耗是许多企业不了解的另一个物联网设备管理因素。物联网设备要么在难以到达的位置使用常规电源，要么在偏远地区使用电池电源。尽管大多数技术都在迅速发展，但电池寿命仍然还很落后。企业组织持续监控远程物联网设备的电池，并安排定期维护、充电或更换。寻找不使用时节省设备电量的方法可以帮助IT团队管理大量的远程设备。设备监控市场上有如此众多的物联网设备，IT管理员可能会不知所措地尝试全部管理它们。每个新的传感器、信标或控制器都必须定期安装、配置、监控、诊断、更新和维护。IT管理员可以通过在线门户或IoT设备管理软件轻松管理更新的设备。早期的设备可能需要额外的工作，IT团队必须经常实施其他措施来监视和管理它们，例如添加子网以帮助提高旧设备的性能。使这些挑战更加复杂的是，这些设备放置在远离企业主要设施的偏远位置。部署能够进行远程监视、更新和诊断的IoT设备将使负责这些设备的IT团队更加轻松。设备连接每个新的IoT设备都会增加网络流量和互联网连接，因此网络必须扩展以适应它们。一些设备使用有线连接，但是大多数设备依赖无线技术。最新的Wi-Fi技术可以确保高正常运行时间和可扩展性。一些组织可能会转向蜂窝网络来连接人口稠密或市区内的设备。依赖蜂窝连接的远程设备可能会导致无线提供商收取的常规费用增加，并导致设备超额使用。网络安全每个物联网设备都是不良行为者针对企业网络的潜在切入点。设置和身份验证可以帮助防止未经授权的用户或设备连接到组织的设备或网络。 将新的IoT设备注册到网络，而身份验证则验证它已被授权通过安全凭据访问网络。IT管理员必须计划IoT设备更新，因为IoT技术会快速变化。供应商可以随时发布固件、软件或设备控制器的更新和修复，因此IT管理员需要为其进行计划。如果物理连接的设备位于企业网络内，则可以安全地进行更新。远程设备更新可能需要进行额外的规划，以避免进入任何高峰时段或设备的省电关闭时间。

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