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首页 手记 Shifu融合MQTT,轻松实现物联网数据遥测

Shifu融合MQTT,轻松实现物联网数据遥测

2022.11.17 15:18 352浏览

简介

当我们使用 Shifu 采集数据时,需要主动调用 Shifu 对应的接口才能获取数据。但是如果需要将数据发送到 MQTT Broker 中,需要手动编写推送程序。 Shifu 在 v0.4.0 加入了 Telemetry Service(遥测服务), 能够将遥测收集的数据发布到遥测服务器(如MQTT Broker)中。

Shifu Telemetry Service 简介

Shifu Telemetry Service 是 Shifu 的一个组件,可以将遥测收集的数据通过MQTT等协议推送或发布到指定服务器中。

MQTT 简介

MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的,这些特点使它适用范围非常广泛。在很多情况下,包括受限的环境中,如:机器与机器(M2M)通信和物联网(IoT)。其在,通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用。

架构图

图片描述

准备 🗂

  1. kubectl v1.25.2
  2. docker
  3. kind v0.16.0
  4. git
  5. python3

拉取 Shifu 代码

使用 git 命令下载 Shifu 代码。

git clone https://github.com/Edgenesis/shifu.git
cd shifu

创建 kind 集群

使用一下命令创建 Kind 集群。

$ kind delete cluster && kind create cluster
Creating cluster "kind" ...
 ✓ Ensuring node image (kindest/node:v1.25.2) 🖼
 ✓ Preparing nodes 📦  
 ✓ Writing configuration 📜 
 ✓ Starting control-plane 🕹️ 
 ✓ Installing CNI 🔌 
 ✓ Installing StorageClass 💾 
Set kubectl context to "kind-kind"
You can now use your cluster with:

kubectl cluster-info --context kind-kind

Have a question, bug, or feature request? Let us know! https://kind.sigs.k8s.io/#community 🙂

安装 Shifu

使用 Shifu 安装命令,一键安装 Shifu。

$ kubectl apply -f pkg/k8s/crd/install/shifu_install.yml
$ kubectl get pod -n shifu-crd-system
NAME                                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
shifu-crd-controller-manager-5bbdb4d786-s6h4m   2/2     Running   0          1s

创建一个 mosquitto MQTT broker

使用以下命令在docker中启动一个mosquitto MQTT broker运行在后台,并映射到本地的1883和9001端口。

$ docker run -itd -p 1883:1883 -p 9001:9001 --name mosquitto eclipse-mosquitto:2.0.15

当输出为以下值时表示 mosquitto 已创建成功。

$ docker ps | grep mosquitto
35dcebdf3979   eclipse-mosquitto:2.0.15   "/docker-entrypoint.…"   12 seconds ago   Up 11 seconds   0.0.0.0:1883->1883/tcp, 0.0.0.0:9001->9001/tcp   mosquitto

部署 Shifu Telemetry Service

使用以下命令在集群中安装 Telemetry Service

$ kubectl apply -f examples/telemetryservice
deployment.apps/telemetryservice created
service/telemetryservice created

通过以下命令查看TelemetryService的运行情况。如果STATUS为RUNNING则表示Telemetry Service运行成功。

$ kubectl get po -n shifu-service
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
telemetryservice-846f6bcf6c-ckqf6   1/1     Running   0          16s

运行 虚拟设备

安装 Python 依赖(Flask包)。

$ python3 -m pip install -r examples/mqttTelemetryService/requirements.txt

使用Python脚本模拟一个用于测试遥测服务的虚拟设备。当向该虚拟设备发送HTTP请求时会返回 “status api” 字符串。

$ python3 examples/mqttTelemetryService/mockdevice.py
 * Serving Flask app 'telemetryservices'
 * Debug mode: off
WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment. Use a production WSGI server instead.
 * Running on all addresses (0.0.0.0)
 * Running on http://127.0.0.1:12345
 * Running on http://192.168.14.163:12345
Press CTRL+C to quit

创建 deviceshifu

修改 Edgedevice 配置文件

examples/mqttTelemetryService/deployment/http-edgedevice.yaml 中的 address 字段修改为本机 IP 地址,以便 Shifu 能够连接上设备。

spec:
  sku: "HTTP Device"
  connection: Ethernet
  address: 192.168.14.163:12345 # edit it
  protocol: HTTP

修改 TelemetryService 配置文件

"examples/mqttTelemetryService/deployment/http-deviceshifu-telemetryservice.yaml" 中的 MQTTServerAddress 字段修改为本机 IP 地址,或您 MQTT Broker 的地址。

apiVersion: shifu.edgenesis.io/v1alpha1
kind: TelemetryService
metadata:
  name: push-endpoint-1
  namespace: devices
spec:
  telemetrySeriveEndpoint: http://telemetryservice.shifu-service.svc.cluster.local
  serviceSettings:
    MQTTSetting:
      MQTTServerAddress: 192.168.14.163:1883 # edit it
      MQTTTopic: /test/test

安装 deviceShifu

使用以下命令安装 deviceShifu 以及 Telemetry Service 的推送配置。

$ kubectl apply -f examples/mqttTelemetryService/deployment
configmap/http-configmap-0.0.1 created
deployment.apps/deviceshifu-http-deployment created
service/deviceshifu-http created
telemetryservice.shifu.edgenesis.io/push-endpoint-1 created
edgedevice.shifu.edgenesis.io/edgedevice-http created

使用以下命令,可以查看 deviceShifu 已经部署到集群中。

$ kubectl get pods -n deviceshifu
NAME                                           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deviceshifu-http-deployment-7f5878fb79-ct7zz   1/1     Running   0          4m33s

测试结果

我们需要在命令行中执行以下命令来订阅 mosquitto 以便能够观察到数据变化。

$ docker exec -it mosquitto mosquitto_sub -v -t /test/test
status api
status api
status api

我们可以观察到每隔 6 秒 mosquitto MQTT broker 会收到一条消息来自 telemetryService。

总结

通过本文,我们介绍了如何通过 Shifu 以及 Telemetry Service 实现定时采集数据并发布到遥测服务器 MQTT Broker 中。我们可以通过订阅 MQTT 的 Topic 实现数据整合、设备发现、数据监控等操作来充分利用我们采集到的数据。

本文由边无际授权发布

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