Node.js Demo使用说明

概述

本文以Node.js为例，介绍通过MQTTS/MQTT协议接入平台，基于平台接口实现“属性上报”、“订阅接收命令”等功能。

本文中使用的代码为样例代码，仅用于体验平台通信功能，如需进行商用，可以参考资源获取获取对应语言的IoT Device SDK进行集成。

前提条件

已安装Node.js，若未安装请参考安装Node.js。
已在管理控制台获取设备接入地址。获取地址的操作步骤，请参考平台对接信息。
已在管理控制台创建产品和设备。创建产品和设备的具体操作细节，请参考创建产品、注册单个设备或批量注册设备。

准备工作

安装Node.js访问Node.js官网，选择合适系统的版本下载。（本文以windows 64-bit系统，Node.js版本v12.18.0（npm 6.14.4）为例）。
下载完成后，运行安装文件，根据界面提示安装。
检查Node.js是否安装成功。
Win键 + r -->输入 cmd-->回车，进入命令行窗口。

输入node –v，回车后显示Node.js版本，输入npm -v显示版本信息，即表示安装成功。

导入代码样例

下载quickStart(Node.js)样例，并解压。
运行Win键 + r -->输入 cmd-->回车，进入命令行窗口，安装全局模块，执行如下命令：

npm install mqtt -g：mqtt协议模块；

npm install crypto-js -g：设备密钥加密算法模块；

npm install fs -g：用于加载平台证书；
找到文件解压的对应目录，如下图所示。
代码目录介绍如下：
- DigiCertGlobalRootCA.crt.pem：平台证书文件;
- MqttDemo.js：Node.js源码，包含MQTT/MQTTS连接到平台，并进行属性上报，命令下发；

Demo里的关键工程配置参数。其中MqttDemo.js需要配置Server地址、设备ID和设备密钥，用于启动Demo时，连接控制台上注册的设备。

Server地址：即域名，参考平台对接信息获取，SSL加密接入时该Server地址要与对应的证书文件匹配使用；
设备ID和设备密钥：在物联网平台注册设备或调用创建设备接口后获取。

var TRUSTED_CA = fs.readFileSync("DigiCertGlobalRootCA.crt.pem");//获取证书

//IoT平台mqtt对接地址
var serverUrl = "****"; //请填写设备所在平台的接入地址
var deviceId = "****";//请填写在平台注册的设备ID
var secret = "****";//请填写在平台注册的设备密钥
var timestamp = dateFormat("YYYYmmddHH", new Date());

var propertiesReportJson = {'services':[{'properties':{'alarm':1,'temperature':12.670784,'humidity':18.37673,'smokeConcentration':19.97906},'service_id':'smokeDetector','event_time':null}]};
var responseReqJson = {'result_code': 0,'response_name': 'COMMAND_RESPONSE','paras': {'result': 'success'}};

用户可通过mqtt.connect(options)中选择不同的options，确定设备侧建链时是否进行SSL加密，建议使用默认的MQTTS安全连接。

//MQTTS安全连接
var options = {
    host: serverUrl,
    port: 8883,
    clientId: getClientId(deviceId),
    username: deviceId,
    password:HmacSHA256(secret, timestamp).toString(),
    ca: TRUSTED_CA,
    protocol: 'mqtts',
    rejectUnauthorized: false,
    keepalive: 120,
    reconnectPeriod: 10000,
    connectTimeout: 30000
}

//MQTT非安全连接，不建议使用
var option = {
    host: serverUrl,
    port: 1883,
    clientId: getClientId(deviceId),
    username: deviceId,
    password: HmacSHA256(secret, timestamp).toString(),
    keepalive: 120,
    reconnectPeriod: 10000,
    connectTimeout: 30000
    //protocol: 'mqtts'
    //rejectUnauthorized: false
}

//此处默认使用options为安全连接
var client = mqtt.connect(options);

程序启动

设备或网关在接入物联网平台时首先需要和平台建立连接，从而将设备或网关与平台进行关联。开发者通过传入设备信息，将设备或网关连接到物联网平台。

此Demo主要提供建立MQTT/MQTTS连接等方法，MQTT使用1883端口，MQTTS使用8883端口（需要加载设备校验平台身份的证书，用于设备侧接入物联网平台登录鉴权使用），并提供了Mqtt客户端建立连接的方法mqtt.connect(options)。

      
           var client = mqtt.connect(options);

client.on('connect', function () {
    log("connect to mqtt server success, deviceId is " + deviceId);
    //订阅Topic
    subScribeTopic();
    //发布消息
    publishMessage();
})

//命令下发响应
client.on('message', function (topic, message) {
    log('received message is ' + message.toString());

    var jsonMsg = responseReq;
    client.publish(getResponseTopic(topic.toString().split("=")[1]), jsonMsg);
    log('responsed message is ' + jsonMsg);
})

找到Node.js Demo源码目录，修改关键工程配置参数后启动程序，如下图：

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启动程序前，设备状态是离线。

图1 设备列表-设备离线
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启动程序后，设备状态变为在线

图2 设备列表-设备在线
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注：如果连接失败，在重连回调函数中已实现退避重连，代码样例如下：

      
           client.on('reconnect', () => {

    log("reconnect is starting");
	
    //退避重连
    var lowBound = Number(defaultBackoff)*Number(0.8);
    var highBound = Number(defaultBackoff)*Number(1.2);
	
    var randomBackOff = parseInt(Math.random()*(highBound-lowBound+1),10);
	
    var backOffWithJitter = (Math.pow(2.0, retryTimes)) * (randomBackOff + lowBound);
	
    var waitTImeUtilNextRetry = (minBackoff + backOffWithJitter) > maxBackoff ? maxBackoff : (minBackoff + backOffWithJitter);
	
    client.options.reconnectPeriod = waitTImeUtilNextRetry;
	
    log("next retry time: " + waitTImeUtilNextRetry);
	
    retryTimes++;
})

订阅某Topic的设备才能接收broker发布的关于该Topic的消息，关于平台预置Topic可参考Topic定义。此Demo调用subScribeTopic方法进行订阅Topic，订阅成功后等待平台命令下发：

      
           //订阅接收命令topic
function subScribeTopic() {
    client.subscribe(getCmdRequestTopic(), function (err) {
        if (err) {
            log("subscribe error:" + err);
        } else {
            log("topic : " + getCmdRequestTopic() + " is subscribed success");
        }
    })
}

发布Topic是指设备主动向平台上报自己的属性或消息，详细见设备属性上报接口文档。连接成功后，调用publishMessage方法进行属性上报：

      
           //上报json数据，注意serviceId要与Profile中的定义对应
function publishMessage() {
    var jsonMsg = propertiesReport;
    log("publish message topic is " + getReportTopic());
    log("publish message is " + jsonMsg);
    client.publish(getReportTopic(), jsonMsg);
    log("publish message successful");
}

上报属性的json：

       
            var propertiesReportJson = {'services':[{'properties':{'alarm':1,'temperature':12.670784,'humidity':18.37673,'smokeConcentration':19.97906},'service_id':'smokeDetector','event_time':null}]};