隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的快速發(fā)展，涌現(xiàn)出越來越多物聯(lián)網(wǎng)云服務平臺。如何快速實現(xiàn)應用開發(fā)，如何管理，如何讓設備快速上云，成為關注的焦點。

本文將描述如何使用NB860系列模組通過MQTT指令快速接入利爾達IoT基礎服務平臺，并介紹兩者數(shù)據(jù)交互操作流程，詳細的AT交互流程可以幫助用戶或開發(fā)人員盡快完成相關的應用開發(fā)。

所需產(chǎn)品

本次接入的利爾達IoT基礎服務平臺是我司自主研發(fā)的云平臺，為設備提供安全可靠的連接管理能力，整合物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游，向下連接智能設備，向上承接物聯(lián)網(wǎng)應用，形成端到云完整鏈路物聯(lián)網(wǎng)解決方案，賦能企業(yè)各類IOT場景接入。

另外用到的利爾達NB860/MB960/MB260系列模組是基于5G NB-IoT芯片自主開發(fā)的第三代NB-IoT模組。該款模組集高性價比、高安全性和低功耗等優(yōu)點于一身，新增藍牙、OpenCPU、GNSS定位等能力，為智能表計、智能煙感、智能停車、智慧路燈等百萬級成熟NB-IoT應用提供了更優(yōu)選擇。

利爾達NB860/MB960/MB260系列模組支持TCP/UDP、MQTT、LwM2M等多種協(xié)議接入云平臺，為行業(yè)應用開發(fā)提供了更多的可能性。今天文章第一期將為大家介紹利爾達NB860模組基于MQTT協(xié)議快速接入利爾達IoT基礎服務平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

快速上云設備端完整AT示例流程

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//配置服務器IP及域名

AT+MQTTCFG="host",0,"mqtt.xiot.senthink.com",1883

OK

//配置客戶端標識

AT+MQTTCFG="clientid",0,"B6E092A55031428493AF6AAD6D694AD5"

OK

//連接服務器

[1116.270]發(fā)→◇AT+MQTTCONN=0,0,0,"5D6A3E7E-35884709-865186050012583","6387E4120EDD5A214F9A07D4BD2FB051"

+MQTTCONNACK: 0,0,0

OK

//訂閱MQTT消息AT+MQTTSUB=0,1,"/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/downlink",1

+MQTTSUBACK: 0,1,0

OK

//設備請求入網(wǎng)

AT+MQTTPUB=0,1,0,0,"/sys/device/join","{"MessageId": 1231,"HeaderCtrl": 2,"Mode": 1,"Nonce": 123,"Payload": {"OpenID": "5D6A3E7E", "ProductID": "35884709","NodeEui": "865186050012583","ClientID": "B6E092A55031428493AF6AAD6D694AD5", "Type": 2,"Sign": "1fb6a0da"}}"

[1142.489]收←◆+MQTTPUBACK: 0,1,0

OK

//收到服務器下發(fā)數(shù)據(jù)

+MQTTRECV: 0,3,1,0,/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/downlink,{"HeaderCtrl":2,"Mode":1,"Nonce":14,"Payload":{"Code":0,"SessionID":"75FC7DC3"},"MessageId":1231}

//上發(fā)設備端數(shù)據(jù)AT+MQTTPUB=0,1,0,0,"/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/uplink","{ "MessageId" : 1231,"HeaderCtrl":4,"Mode":1,"Nonce":10,"Payload":"CB96395F5065FD121D88B1593EFE"}"+MQTTPUBACK: 0,1,0

OK

//收到服務器下發(fā)數(shù)據(jù)

+MQTTRECV: 0,4,1,0,/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/downlink,{"MessageId":1231,"HeaderCtrl":4,"Code":"200","Msg":"SUCCESS"}

+MQTTRECV: 0,5,1,0,/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/downlink,{"HeaderCtrl":7,"Mode":0,"Nonce":48,"Payload":"wwdwdwd","MessageId":751504437}

如上圖所示，示例流程展示了設備在配置及連接后進行收發(fā)數(shù)據(jù)的調(diào)試操作，在實際應用開發(fā)中通過開發(fā)MCU代碼適配參數(shù)，即可完成了訂閱推送（應用APP/Web）前所有開發(fā)工作，下文將以上步驟給大家做詳細講解。

Lierda X平臺操作流程

※ 用戶注冊

1.訪問https://account.xiot.senthink.com/login，點擊注冊按鈕，進入注冊頁面2.填寫注冊信息，完成注冊3.完成信息認證，開通物聯(lián)網(wǎng)平臺

圖1 注冊頁面※ 設備接入前準備事項設備在接入利爾達IoT基礎服務平臺之前，需要先完成下事項：1.在平臺提供的管理后臺注冊一個硬件廠商賬號，云平臺會為該賬號分配一個廠商的唯一標識OpenID；2.注冊廠商賬號后，需要在平臺提供的管理后臺上創(chuàng)建一個產(chǎn)品類，云平臺會為該產(chǎn)品分配一個產(chǎn)品的唯一標識 ProductID 以及產(chǎn)品的密鑰 ProductKey（用于入網(wǎng)加密以及會話 Key 的更新，注意保密?。?；3.設備接入利爾達IoT基礎服務平臺之前，必須要將基礎參數(shù)燒錄進設備。*至此，接入前的準備工作完成！
※ 注冊，創(chuàng)建產(chǎn)品設備前提條件：已在利爾達IoT基礎服務平臺注冊賬號。
圖2 產(chǎn)品創(chuàng)建頁面

步驟1：創(chuàng)建產(chǎn)品

1.登錄物聯(lián)網(wǎng)平臺控制臺2.在云平臺頁面，找到產(chǎn)品管理，單擊產(chǎn)品管理進入產(chǎn)品詳情頁面。在中間導航欄，選擇創(chuàng)建產(chǎn)品，單擊創(chuàng)建產(chǎn)品，如下圖所示。

圖3 產(chǎn)品創(chuàng)建

步驟2：設置物模型、topic消息等，添加自定義Topic

1.登錄物聯(lián)網(wǎng)平臺控制臺。2.在產(chǎn)品管理頁面，找到對應的產(chǎn)品，單擊產(chǎn)品進入產(chǎn)品詳情頁面。3.在產(chǎn)品頁面，找到需要自定義Topic類的產(chǎn)品，并單擊對應操作欄中的查看按鈕。4、在產(chǎn)品詳情頁面，單擊Topic類詳情 > 自定義Topic > 定義Topic類。5、配置參數(shù)，單擊確認。

圖4 新建topic

步驟3：創(chuàng)建設備

1、登錄物聯(lián)網(wǎng)平臺控制臺。2、在左側(cè)導航欄，選擇設備管理>設備列表。3、在設備頁面，單擊添加設備。4、在添加設備對話框中，輸入設備信息，單擊確認。

圖5 設備創(chuàng)建

執(zhí)行結(jié)果設備注冊成功后，將自動彈出設備證書彈框。您可以查看、一鍵復制設備證書信息，包含DeviceID、DeviceSecret、OpenID、ProductID和ProductKey，是設備與物聯(lián)網(wǎng)平臺進行通信的重要身份認證，建議您妥善保管。
后續(xù)步驟1.在設備列表頁，單擊對應設備，進入設備詳情頁。您可以查看設備證書信息、數(shù)據(jù)加密密鑰、繼承產(chǎn)品的基礎信息、禁用/啟用設備、設備狀態(tài)、激活時間、最后在線/離線時間等。2.在設備詳情頁，可對設備在線調(diào)試、遠程配置和日志分析。3.在設備列表頁，可以刪除不再使用的設備。刪除設備不可撤回，請謹慎操作。至此，平臺側(cè)操作已全部完成。
※ 設備側(cè)操作上電檢查流程1.AT //判斷模組是否上電開機成功2.AT+CFUN=1 //關閉飛行模式3.AT+CEREG? //判斷PS域附著狀態(tài)，第二個參數(shù)為1或5表示附著正常。
設置服務端IP或域名使用AT+MQTTCFG="host",0,"host_name",1883命令設置服務端IP或域名。其中，：服務端的IP或域名：1~2000字節(jié)字符串。LierdaX平臺MQTT接入默認域名為：mqtt.xiot.senthink.com,1883。示例：AT+MQTTCFG="host",0,"mqtt.xiot.senthink.com",1883
設置客戶端標識使用AT+MQTTCFG="clientid",,命令設置客戶端標識 連接ID：取值0~2。 客戶端標識符：字符串類型，1~128字節(jié)字符串。賢芯平臺clientid可在設備詳情頁查看。

示例：AT+MQTTCFG="clientid",0,"ACF37***************EA9F3582"
連接服務端使用AT+MQTTCONN=,,,,命令連接服務端，在收到+MQTTCONNACK: 0,0,0 OK即已經(jīng)成功連接上平臺。 連接ID：取值0~2。SSL TCP連接使能：0：不采用；1：采用SSL TCP連接。will_flag 遺囑標志，取值0或1：0：不帶遺囑；1：CONNECT報文帶有遺囑。 用戶名：0~512字節(jié)的字符串。密碼：0~512字節(jié)的字符串。注：賢芯平臺登錄賬號以及密碼在創(chuàng)建設備時自動生成，可在設備詳情頁查看。示例：

AT+MQTTCONN=0,0,0,"5*******-********-8************3","7*******************AB2C2"

訂閱MQTT消息

使用AT+MQTTSUB=,,,[,,]

[,,]命令訂閱消息，已經(jīng)訂閱成功的消息可在平臺上的設備topic列表查看。

< Link_ID >連接ID：取值0~2。

報文標識符：取值1~65535。

主題名：0~512字節(jié)字符串。一次最多可訂閱3個主題。

訂閱消息QOS等級：取值0~2。

示例：

AT+MQTTSUB=0,1,"/sys/5********/*********/86**********83/downlink",1

收←◆

+MQTTSUBACK: 0,1,0

OK

設備請求入網(wǎng)（Join）

設備上報的通用入網(wǎng) Topic：/sys/device/join

設備在進行正式的數(shù)據(jù)通信之前，必須先向 IoT 平臺請求入網(wǎng)。設備應主動與 IoT 平臺建立 TCP Socket 鏈接。在成功建立鏈接后，設備必須向平臺發(fā)送請求入網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，以讓平臺為設備分配通信資源；否則平臺將拒絕與設備進行通信。

請求入網(wǎng)數(shù)據(jù)幀使用的 Command 為 2；數(shù)據(jù)幀格式和內(nèi)容如下所示：

{ "MessageId" : 1231,

"HeaderCtrl":2, //命令碼

"Mode":0, //0:不加密, 1:加密

"Nonce":10, //1-128隨機數(shù)

"Payload":{

"OpenID":"E0C040B1",

"ProductID":"A4BC6002",

"NodeEui":"....", //設備標識

"ClientID":"....", //認證后返回的 ClientID "Type":0, //0:一型一密免注冊，1：一型一密預注冊，2：一機一密預注冊

"Sign":"FE448731"

}

}

設備向 IoT 平臺發(fā)起的入網(wǎng)請求數(shù)據(jù)幀中包含了Payload域，用于攜帶額外的信息。Payload域中包含的內(nèi)容及說明如下所示：

平臺收到入網(wǎng)請求后，根據(jù)當前產(chǎn)品類型是免注冊還是預注冊，重新計算 Sign 并與設備上報的 Sign 值進行對比，不同類型設備的 Sign 計算規(guī)則詳見2.4小節(jié)。

平臺收到設備的入網(wǎng)請求數(shù)據(jù)幀并成功認證設備身份后，會為該設備分配通信資源，然后使用同樣的Command（2）響應設備。IoT平臺返回Topic ：/sys/{openId}/{productId}/{deviceId}/downlink，響應設備入網(wǎng)請求的數(shù)據(jù)如下：

{ "HeaderCtrl":2, //命令碼

"MessageId" : 1231,

"Mode":0, //0:不加密, 1:加密

"Nonce":10, //1-128隨機數(shù)

"Payload":{

"Code":0,

"SessionID":"4655434B"

}

}

Join指令的 Code 說明:對于設備請求入網(wǎng)指令（Join），Code 定義為平臺回復設備的入網(wǎng)請求的響應碼。

響應碼定義如下表所示：

如果設備發(fā)送了入網(wǎng)請求，等待超時后沒有收到平臺的任何回復，則有可能是網(wǎng)絡問題導致數(shù)據(jù)丟失，建議檢查網(wǎng)絡并重試。只有響應碼（Code）值為0的時候，響應數(shù)據(jù)中的 Payload 中所攜帶的 SessionID 才是 IoT 平臺分配的有效的 SessionID：

設備成功入網(wǎng)后，IoT平臺返回了 SessionID。設備需要使用入網(wǎng)安全密鑰ProductKey和本次回復中的隨機數(shù)Nonce來計算生成后續(xù)與 IoT平臺進行通信過程中用于加密用戶應用數(shù)據(jù)的密鑰（SessionKey），計算方法如下描述（偽代碼）：

加密方式：AES128_ECB_PKCS5Padding SessionKey = ENCRYPT( ProductKey , SessionID + Nonce);

示例：

ProductKey ：A0 1A 24 79 67 25 73 DF 84 53 7D F4 C7 3D 3F CC

SessionID：46 55 43 4B

Nonce（123）：7B

則拼接結(jié)果為：46 55 43 4B 7B 加密運算結(jié)果為：40 8C 79 0F 85 BF 60 E6 D4 F1 C1 3C 6A 5C 4C 8B SessionKey = 408C790F85BF60E6D4F1C13C6A5C4C8B

如果使用非加密模式進行應用數(shù)據(jù)的傳輸，則可以忽略此步驟，即不需要計算 SessionKey 的值。

特別注意：設備的入網(wǎng)請求數(shù)據(jù)如果設置了Mode 為1，則平臺會在設備心跳和設備數(shù)據(jù)上行時檢查設備的SessionKey是否過期，如果平臺監(jiān)測到設備的SessionKey過期，則會主動更新設備SessionKey并下發(fā)給設備；如果入網(wǎng)請求數(shù)據(jù)設置了 Mode 位為0，則平臺不會檢查設備的 SessionKey 是否過期。

入網(wǎng)sing值計算請參考文檔《Lierda_NB860&MB960&MB260_Application_Notes_MQTT對接Lierda X平臺》

備注：

設備每次與 IoT 平臺建立新的 MQTT 鏈接后（首次連接或者斷線重連），都必須向平臺重新請求入網(wǎng)，否則平臺將拒絕與設備進行通信。

數(shù)據(jù)交互

通過AT+MQTTPUB=,,,,,命令向平臺發(fā)布消息。

連接ID：取值0~2。

報文標識符：取值1~65535。

發(fā)布消息QOS等級：取值0~2。

保留標志：取值0~1。

主題名：0~512字節(jié)字符串。

有效載荷：0~1500字節(jié)字符串。

示例：

AT+MQTTPUB=0,1,0,0,"/sys/5********/*********/86**********83/uplink","{ "MessageId" :

1231,"HeaderCtrl":4,"Mode":1,"Nonce":10,"Payload":"CB963****************EFE"}"

□

[1112.040]收←◆

[1112.060]收←◆

+MQTTPUBACK: 0,1,0

OK

[1113.680]收←◆

+MQTTRECV:0,8,1,0,/sys/5********/*********/86**********83/downlink,{"MessageId":1231,"HeaderCtrl":4,"Code":"200","Msg":"SUCCESS"}

+MQTTRECV:0,9,1,0,/sys/5********/*********/86**********83/uplink_ack,{"MessageId":1231,"HeaderCtrl":4,"Code":"200","Msg":"SUCCESS"}

設備上報數(shù)據(jù)可在運行日志中查看；下發(fā)透傳數(shù)據(jù)可在在線調(diào)試中實現(xiàn)。

至此，我們已完成基于MQTT協(xié)議的端（Lierda NB860模組）到云（Lierda X平臺）對接并實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互功能。下一期我們將介紹NB860模組配合X平臺進行云云對接快速上云，敬請期待。