物联网TCP设备交互解决方案-golang

Python效率工程 2021-12-14

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MQTT协议是目前物联网底层协议的主流解决方案，例如移动物联网平台，联通物联网平台以及阿里云物联网平台等等，更有设备厂家将MQTT协议嵌入设备中，直接绕过这些物联网平台与业务平台合作，但是大多数的业务平台也是通过MQTT消息转发，有着属于自己的一套数据解析与分发的流程，所以大多数业务平台还是会选择TCP和HTTP协议来对接厂家设备，那么我就单独把TCP对接设备以及对设备控制的解决方案拎出来讲讲。

目前物联网设备都是自带网络功能，能主动上报设备心跳数据，意思就是设备有TCP Client功能，但是没有TCP Server功能，所以只能在设备链接上我们的Server端才能给设备发送信息来控制设备启停开关等功能。但是如何在设备链接上我们的Server端上报消息时，通过前台页面给设备发送消息呢？解决方案如下：

1.首先设备链接上我们的Server端时，我们需要在代码中存下设备ip和port以及设备的链接io，即 ip:port--->conn

2.将设备ip、端口和设备唯一标识存入数据库，并在设备上报心跳数据时更新

3.前台页面通过设备唯一标识请求后台接口

4.后台通过数据库将设备的ip和端口查出来，接下来是重点

5.将ip和端口及要下发的命令数据通过一定的结构放入redis集合或者消息队列

6.我们的TCP Server端监听redis结合或者消息队列，拿到数据之后根据

ip：port找到第一步的conn，通过conn发送消息

整个步骤一气呵成，屡试不爽！

接下来上核心代码：

1、tcp server端

// 客户端对象
type Client struct {
  sequence  int         // 消息序列自增id
  msgChan   chan []byte // 处理消息队列
  writeChan chan []byte // 写消息队列
  Product   *Product    // 产品对象
  Conn      net.Conn    // 连接对象
  Buf       []byte      // 数据缓冲区
  DeviceId  string      // 设备id(只有当接收到消息时, 才能获得)
}


// 客户端映射表
var ClientMap = make(map[string]net.Conn)


// 新对象
func NewClient(conn net.Conn, product *Product) *Client {
  c := &Client{
    msgChan:   make(chan []byte, 16),
    writeChan: make(chan []byte, 16),
    Product:   product,
    Conn:      conn,
    Buf:       make([]byte, 0),
  }
  ClientMap[conn.RemoteAddr().String()] = conn  // 将客户端连接放入数组中
  return c
}

2、redis任务监听(消息队列采用的是redis集合)

const (
  QueueName string = "NETWORK_CONTROL_JOB"
)




func Consumer() {
  conn := redis.GetAccessCacheConn()
  defer conn.Close()
  for {
    valueList := getRedisJob(conn)
    if len(valueList) > 1 {
      taskValue := valueList[1]  // 127.0.0.1:32854#cmd
      handleJob(taskValue)
      logger.Sugar.Infof("消费的KEY：", valueList[0], "消费数据：", taskValue, "当前时间：", time.Now().Unix())
      time.Sleep(time.Second)
    }
    //logger.Sugar.Infof("获取的值：%v", valueList)
  }
}




// 获取redis中的任务
func getRedisJob(conn *goRedis.Client) []string {
  // brpop支持监听多个list，因此它有两个返回值，第一个返回值是list的名称，即key的名称，第二个返回值是pop出来的元素
  value, err := conn.BRPop(5 *time.Second, QueueName).Result()
  if err == redis.Nil{
    // 查询不到数据
    time.Sleep(1 * time.Second)
  }
  if err != nil {
    // 查询出错
    time.Sleep(1 * time.Second)
  }
  return value
}




// 处理任务
func handleJob(taskValue string) {
  // 获取ip端口和imei
  v := strings.Split(taskValue, "#")
  addr, cmd := v[0], v[1]
  // 根据addr获取tcp客户端
  conn, ok := tcp.ClientMap[addr]
  if ok == false {
    logger.Sugar.Errorf("客户端已断开连接, 指令下发失败：%v", addr)
    return
  }
  // 直接给客户端发送cmd
  conn.SetWriteDeadline(time.Now().Add(3 * time.Second))
  conn.Write([]byte(cmd))
  logger.Sugar.Infof("指令已下发成功, %v", cmd)
}

接下来只需要写后台接口，将任务下发至redis就可以了。

此方案可以在众多设备链接TCP Server时，能够一对一的下发指令，实现设备的单点控制。

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