實驗項目名稱

構建物聯網系統

實驗目的

掌握物聯網系統的一般構建方法。

實驗要求：

1．構建物聯網系統，實現前后端的交互。

實驗內容：

• CS模式+MQTT（不帶數據分析處理功能）

實現智能設備與應用客戶端的交互（智能設備發送數據在應用客戶端上顯示，應用客戶端發送數據在智能設備上顯示）

二、步驟

單擊開始菜單，輸入cmd，選擇以管理員身份運行。(可以說一下powershell的區別)

1. 在命令行里輸入cd 并單擊鼠標右鍵，會粘貼剛才復制的EMQX的bin目錄，然后回車鍵，意為跳轉目錄至?E:\emqx-5.3.2-windows-amd64\bin
2. 安裝EMQX服務，執行命令：.\emqx.cmd install
   此命令只需要運行一次，以后再開機就不用執行它了。
3. 卸載EMQX服務，執行命令：.\emqx.cmd uninstall
4. 提示ChangeServiceConfig 成功，則說明服務安裝成功

1. 啟動 emqx服務，輸入命令：.\emqx.cmd console
2. 啟動 emqx服務，輸入命令：.\emqx.cmd console
   提示EMQX 版本號 is running now!，則說明運行成功

1. 瀏覽器輸入localhost:18083回車，即可訪問EMQX控制臺，在登錄頁面輸入初始化賬號 ：用戶名：admin 密碼：public
2. 輸入初始密碼后，會跳轉到修改密碼頁面，修改初始密碼
3. 單擊確定后。出現如下界面，說明EMQX安裝完成.
4. 雙擊打開下載的MQTTX-Setup-1.9.7-x64.exe，開始安裝MQTT客戶端,選擇安裝目錄，點擊完成
5. 不習慣英語話，可以先設置軟件為中文。單擊設置齒輪按鈕，在第一項Language語音選擇菜單中選擇簡體中文，整個界面即刻變成中文界面
6. 測試連接：單擊連接按鈕，單擊新建連接按鈕，來創建一個新連接

接下來按如下操作步驟來創建連接

（1）名稱隨便輸入，我這里輸入的是test

（2）Client ID默認即可

（3）服務器地址為剛才創建的MQTT本地服務器，因為客戶端在同一臺電腦上，所以地址為127.0.0.1,當然你使用你的局域網的IP地址也是可以的,你可以使用ipconfig來查看.

（4）端口號默認1883

（5）然后單擊右上角的連接按鈕

（6）我這里創建了兩個來模擬發表方和訂閱方,這里的ip地址是不一樣的,一個表示本地回環地址,一個就是IP地址,如果使用云服務器這里就填寫IP地址只是我這里的在自己的電腦上模擬的云服務器所以就可以使用本地回環地址.

（7）sub這里我是訂閱方,訂閱的主題A當pub發布方發布A主題時,就會接收到該信息.

1. node驗證:由于node-red是基于node.js的，首先要確保機器上是否安裝，使用指令查詢node版本：node -v

1. 如果沒有版本信息，請先安裝：node.js卸載、安裝、配置詳解
   如果已經安裝，可點擊跳轉到下一步

1. nodered安裝:跳過SSL證書檢查,執行命令：npm set strict-ssl=false

1. 清除npm緩存，執行命令：npm cache clean –force

1. 將Node-RED安裝為全局模塊有兩種方式：

（1）在cmd下執行以下命令：npm install -g --unsafe-perm node-red使用該種方式安裝的為系統默認的版本。

（2）指定安裝的版本：npm install -g --unsafe-perm node-red@版本號

#示例

npm install -g? node-red@2.2.2

1. 安裝完成后，運行node-red的簡單方法是在命令提示符下使用命令:node-red
2. 鍵入后，在瀏覽器地址欄中輸入http://127.0.0.1:1880/即可進入nodered

這個是簡易版,但是我們的目標不是這個而是系統的搭建,要看這個地址,就要在傍邊的dashboard里面的Layout的最右邊的分享按鈕點擊它就行了

?

1. APP的流程框圖

1. APP框圖
2. UrsPahoMqttClient1的Broker就是你服務器的IP地址,字面翻譯是指代理,比如移動就是一個代理商.一開始我使用的是MQTT官網的公共服務器但是它是有人數上限的可用的機會很少,使用的是broker.emqx.io,這個是一個域名其中emqx.io是頂級域名（或二級域名，取決于io的層級），而broker是該頂級域名下的一個子域名。但是我有自己部署的服務器,沒有域名啊,但是域名和IP是通過DNS映射對應起來的,我就試了試IP,就成了.除了這里能寫你返回設計這里點擊拓展,側面的屬性也能改,兩者容易沖突.
   計時器確保連接并顯示狀態
3. 這里就是一個發布一個主題消息指揮燈亮滅并對話框顯示告警信息.
4. 這里是用的多行字符串來解析的,因為正好這里就有這個功能并且可以直接轉成鍵值對然后尋找需要的數值,當然也可以使用Web客戶端的,它有JSON的格式解析,需要用到API.總體用法差不多,格式轉換.

調試與結果測試：
以下就是APP界面完美的實現我現在需要的功能

以下是當我當我按下燈打開時,發送給模擬智能設備的主題信息,和模擬前端需要發送給后端APP的數據.

心得體會: 主要寫在實驗過程中遇到什么問題及如何解決問題等

1,UsPahoMqttClient1 中的 Broker 指的是你服務器的 IP 地址，在字面上它被翻譯為“代理”，就像移動運營商作為一個中介服務商那樣。起初，我使用的是 MQTT 官網提供的公共服務器，但它有用戶數量的限制，而且可用的機會很少。我那時使用的是 broker.emqx.io，這是一個域名，其中 emqx.io 是頂級域名（或者根據 .io 的層級劃分，它可能是二級域名），而 broker 是這個頂級域名下的一個子域名。

但是，我自己部署了一臺服務器，沒有為它注冊域名。不過，域名和 IP 地址是通過 DNS（域名系統）進行映射對應的。因此，我嘗試直接使用了服務器的 IP 地址，結果成功了。

除了可以在指定的位置填寫和修改 Broker 地址外，你還可以點擊“拓展”按鈕，在側面的屬性欄中也能進行修改。不過需要注意的是，這兩個地方的修改容易產生沖突，因此在操作時需要格外小心。
2,WEB客戶端的json轉換,沒有直接的json轉換,所以我采用的是多行字符串轉鍵值對.
3, 步驟一：安裝MQTT客戶端（模擬智能設備）

在這一步中，我使用了MQTT客戶端工具EMQ來快速測試MQTT服務。通過這一工具，我能夠模擬智能設備，向MQTT服務器發送數據，并接收來自服務器的消息。這一過程讓我對MQTT的基本通信原理有了更直觀的理解。同時，我也通過觀看相關的視頻教程，如“07-MQTTX客戶端工具的使用”，進一步加深了對MQTT客戶端使用的掌握。

步驟二：安裝MQTT服務器EMQX（模擬云服務器）

接下來，我安裝了MQTT服務器EMQX，以模擬云服務器的角色。EMQX是一款開源的、高性能的物聯網消息中間件，它支持MQTT協議，能夠處理大量的并發連接和消息傳輸。通過安裝和配置EMQX，我成功搭建了一個MQTT服務器環境，為后續的智能設備與應用客戶端之間的數據交互提供了基礎。在安裝過程中，我參考了EMQX的官方文檔和視頻教程，如“05-MQTT入門案例-EMQX環境搭建”，這些資源對我順利完成安裝和配置起到了很大的幫助。

步驟三：開發應用客戶端（App Inventor + MQTT插件）

最后一步是開發應用客戶端。我選擇了Google App Inventor這一完全在線開發的Android編程環境，它使用積木式的堆疊法來完成Android程序，大大降低了編程的門檻。在開發過程中，我使用了App Inventor的MQTT插件來實現與MQTT服務器的通信。通過這一插件，我能夠輕松地將應用客戶端與MQTT服務器連接起來，實現數據的發送和接收。同時，我也觀看了相關的視頻教程和課程講義，如“App Inventor-零基礎Android移動應用開發”和“試用新發現的APPinventor的MQTT插件記錄”，這些資源對我理解和掌握App Inventor及MQTT插件的使用起到了很大的幫助。