IoT终端设备数据流转到消息服务MNS队列

在IoT场景中，我们业务服务器会有实时获取设备上报的消息，感知设备上下线状态变化的需求，通过配置服务端订阅将数据转到消息服务MNS队列，然后从MNS队列中即可获取这些数据。
阿里云IoT物联网套件配合 消息服务MNS来提供服务端订阅设备消息的功能，这种方式优势是MNS可以保证消息的可靠性，避免了服务端不可用时的消息丢失，同时MNS在处理大量消息并发时有削峰填谷的作用，保证服务端不会因为突然的并发压力导致服务不可用。这篇文档主要讲述的就是当设备的数据发送到物联网套件之后，用户的服务端如何获取设备的数据。



1.阿里云IoT控制台配置服务端订阅


阿里云IoT物联网套件开通 https://www.aliyun.com/product/iot

1.1 创建产品


我们在阿里云IoT控制台，创建产品：空气检测，选择基础版。



1.2 在产品下添加设备


我们在阿里云IoT控制台，设备管理里 空气检测产品下添加一个具体设备。



1.2 在产品下配置服务端订阅


我们在阿里云IoT控制台，为 空气检测产品开通服务端订阅，勾选设备上报消息和设备状态变化通知，开通后会有MNS的区域：cn-shanghai和队列信息：aliyun-iot-a1jnUEKYhw4，如下。


通过阅读阿里云IoT文档，我们了解到队列中消息结构体如下：
{
  "payload": "Base64 Encode的数据",
  "messagetype": "status",
  "messageid": 996000000000000001,
  "topic": "具体的设备Topic",
  "timestamp": 1526450324
}

• 
  messageid：IoT套件生成的消息ID
• 
  messagetype：指的是消息类型:设备状态status和设备上报消息upload
• 
  topic：表示该消息源自套件中的哪个topic，当messageType=status时，topic为null，当messageType=upload时，topic为具体的设备Topic
• 
  payload：数据为Base64 Encode的数据。当messageType=status时，数据是设备状态数据；当messageType=upload时，data即为设备发布到Topic中的原始数据。
• 
  timestamp：队列中消息生成时间戳，并非业务的时间戳

2.设备端开发


我们采用nodejs脚本模拟设备，与IoT云端建立连接，上报数据。

2.1 获取nodejs版IoT SDK


package.json中添加npm依赖"aliyun-iot-mqtt": "0.0.4"模块

2.2 编写设备端应用程序代码



我们需要在控制台获取设备身份三元组：productKey，deviceName，deviceSecret，以及产品分区regionId
/**
* package.json 添加依赖："aliyun-iot-mqtt": "0.0.4"
*/
const mqtt = require('aliyun-iot-mqtt');

//设备三元组
const options = {
    productKey: "产品",
    deviceName: "设备",
    deviceSecret: "秘钥",
    regionId: "cn-shanghai"
};

//设备与云 建立连接，设备上线
const client = mqtt.getAliyunIotMqttClient(options);

//主题topic
const topic = `${options.productKey}/${options.deviceName}/update`;
const data = {
    temperature: Math.floor((Math.random()*20)+10),
    humidity: Math.floor((Math.random()*100)+20),
};
//指定topic发布数据到云端
client.publish(topic, JSON.stringify(data));



2.3 启动模拟设备脚本

$node iot-mns.js


脚本执行后，我们在IoT云端控制台 产品-日志服务里查看设备行为分析日志，根据时间顺序，我们看到

1. 
   首先在10:53:05时，设备建立连接，上线；
2. 
   然后在10:53:12时，设备断开连接，下线。

查看设备上行消息分析日志，根据时间顺序，我们看到

1. 
   首先设备publish message，
2. 
   然后流转到RuleEngine规则引擎，
3. 
   最终Transmit MNS的消息队列aliyun-iot-a1jnUEKYhw4

我们切换到MNS控制台，选择华东2区域，可以看到消息队列 aliyun-iot-a1jnUEKYhw4有3条活跃消息



3 消费队列中设备消息



3.1 消息服务MNS使用


我们以java开发为例，pom中添加依赖aliyun-sdk-mns，httpasyncclient，fastjson，如下：
<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.aliyun.mns</groupId>
            <artifactId>aliyun-sdk-mns</artifactId>
            <version>1.1.8</version>
            <classifier>jar-with-dependencies</classifier>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.httpcomponents</groupId>
            <artifactId>httpasyncclient</artifactId>
            <version>4.0.1</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>fastjson</artifactId>
            <version>1.2.42</version>
        </dependency>
    </dependencies>


我们通过mns的sdk，创建连接，轮询获取队列消息。为了方便阅读，我们对消息的payload数据做base64解码，完整应用程序代码如下： import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import com.aliyun.mns.client.CloudAccount;
import com.aliyun.mns.client.CloudQueue;
import com.aliyun.mns.client.MNSClient;
import com.aliyun.mns.model.Message;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

public class ComsumerDemo {

    public static String accessKeyId = "AK";
    public static String accessKeySecret = "AK秘钥";
    public static String endpoint = "mns公网Endpoint";

    public static void main(String[] args) {
        CloudAccount account = new CloudAccount(accessKeyId,accessKeySecret,endpoint);
        MNSClient client = account.getMNSClient();
        //获取消息队列
        CloudQueue queue = client.getQueueRef("aliyun-iot-a1jnUEKYhw4");

        while (true) {
            Message popMsg = queue.popMessage(10);
            if (popMsg != null) {
                System.out.println("message id: " + popMsg.getMessageId());
                System.out.println("message body: \n" + decodeBase64(popMsg.getMessageBodyAsString()));
                //删除消息
                queue.deleteMessage(popMsg.getReceiptHandle());
            }
        }
    }

    public static String decodeBase64(String jsonString) {
        try {
            JSONObject json = JSON.parseObject(jsonString);
            String payload = new String(Base64.decodeBase64(json.getString("payload")));
            json.put("payload", JSON.parseObject(payload));
            return json.toJSONString();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}



3.2 运行程序


控制台输出如下，我们看到

1. 
   timestamp=1526450324时，设备上线消息，
2. 
   timestamp=1526450334时，设备上报了数据，通过payload可以看到完整数据
3. 
   timestamp=1526450353时，设备下线消息

message id: E2CF179AD5686386-2-16367878417-200000009
message body:
{
  "payload": {
    "lastTime": "2018-05-16 13:58:44.413",
    "clientIp": "42.120.74.246",
    "time": "2018-05-16 13:58:44.427",
    "productKey": "a1jnUEKYhw4",
    "deviceName": "suw8umOqgJ72yCADerZp",
    "status": "online"
  },
  "messagetype": "status",
  "messageid": 996631012001751041,
  "timestamp": 1526450324
}


message id: "656A4F66B391367-1-1636787AAC0-20000000C"
message body:
{
  "payload": {
    "temperature": 14,
    "humidity": 116
  },
  "messagetype": "upload",
  "topic": "/a1jnUEKYhw4/suw8umOqgJ72yCADerZp/update",
  "messageid": 996631053735047169,
  "timestamp": 1526450334
}

message id: E2CF179AD5686386-2-1636787F5F1-20000000A
message body:
{
  "payload": {
    "lastTime": "2018-05-16 13:59:04.381",
    "time": "2018-05-16 13:59:13.571",
    "productKey": "a1jnUEKYhw4",
    "deviceName": "suw8umOqgJ72yCADerZp",
    "status": "offline"
  },
  "messagetype": "status",
  "messageid": 996631134240534528,
  "timestamp": 1526450353
}


4. 源代码


Github 传送门： https://github.com/iot-blog/aliyun-iot-mns