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设备接入服务开发指南

概述​

背景与问题​

在物联网领域，通信协议极为多样且复杂。常见的协议包括MQTT、TCP、HTTP、SOAP、Modbus、OPC-UA、Bacnet、KNX、LwM2M和SNMP等，还有数不清的其他协议以及各种各样的网关服务或三方服务。

现状与挑战
  • 复杂性：这些协议和服务在通信模式和报文规范上各不相同，导致在系统集成时面临巨大的复杂性
  • 后果：这种复杂性不仅使系统变得臃肿、效率低下，而且还难以扩展和维护，进而导致维护成本居高不下

服务定义​

设备接入服务是一个多功能中间件组件，作为设备与系统之间的桥梁，将设备接入ThingsPanel平台，实现设备与平台的交互。

服务类别​

两大核心类别
  1. 设备接入服务：支持各种物联网协议（如MODBUS、MQTT等），使ThingsPanel平台能够直接与使用这些协议的设备通信
  2. 三方设备接入服务：连接ThingsPanel平台与各种第三方物联网平台，间接与设备通信，实现数据互通和设备管理

主要功能​

  • 🔗 提供统一的接口规范，简化设备和第三方平台的接入流程
  • 🌐 支持多种协议和服务，增强ThingsPanel平台的兼容性和扩展性
  • ⚙️ 实现灵活的配置和凭证管理，方便用户快速接入不同的协议和第三方平台
  • 📊 实时数据同步和设备状态监控
  • 🔧 模块化设计，易于扩展支持新的协议和第三方平台

交互结构图​

架构图​

设备接入服务交互流程​

开发指南​

准备工作​

开发步骤​

1. 下载设备接入服务模板​

git clone https://gitee.com/ThingsPanel/protocol-plugin-template.git

2. 理解核心概念​

四大核心数据类型

理解ThingsPanel的四种数据模型对于设备接入服务开发至关重要：

  • 🔄 遥测（Telemetry） - 设备实时上报的数据，通常是随时间变化的测量值
  • 📋 属性（Attributes） - 设备的静态或较少变化的特征信息
  • 🎯 事件（Events） - 设备中发生的特定事件或状态变化
  • ⚡ 命令（Commands） - 平台发送到设备的控制指令

3. 修改模板代码​

  • 阅读模板源码的README-DEV.md
  • 更新SDK到最新版本： 
    go get -u github.com/ThingsPanel/tp-protocol-sdk-go@latest
  • 根据协议文档修改凭证表单 from_voucher.json
  • 判断是否需要配置表单
  • 修改 http_service/service.go 中的接口实现

4. 注册设备接入服务​

使用超管账户在平台注册设备接入服务：

  • 应用管理 → 设备接入服务管理 → 添加新服务

5. 编写核心流程​

  • 处理设备消息的上下行报文
  • 使用AI工具辅助生成协议解析代码
  • 通过MQTT客户端与平台交互数据

6. 集成测试​

  • 创建设备模板并选择协议
  • 创建设备并绑定模板
  • 填写设备凭证信息
  • 连接设备到设备接入服务进行测试

技术规范​

参考接口文档：ThingsPanel API文档

目录：

  • ✨设备接入服务-平台提供
  • ✨设备接入服务-服务提供

数据交互规范​

设备接入服务推送数据到平台​

直连设备/子设备消息/网关设备消息​

  • MQTT用户：plugin
  • 发布主题：device/telemetry
  • 报文格式： 
    {"device_id":"device_id","values":{"key":"value"}}

在线离线通知​

  • 发布主题：device/status
  • 报文格式： 
    {"device_id":"device_id","values":1}
    其中：0-离线，1-上线

平台推送数据给设备接入服务​

订阅主题规范​

设备接入服务需要订阅带有前缀的主题：

  • 订阅主题：plugin/{service_identifier}/#
  • 主题说明：plugin/{service_identifier}/ 为注册设备接入服务时填写的订阅主题前缀，#部分遵循MQTT设备接入规范
主题映射

设备接入服务的订阅主题比平台下行规范多了主题前缀，其中device_number需要改为device_id

设备接入服务注册​

注册参数​

参数说明
服务名称创建设备模板时，会显示在选择协议下拉框中
服务标识符系统中唯一标识这个设备接入服务，由字母和数字组成
类别选择接入协议
HTTP服务地址填写平台后端能够直接访问设备接入服务API的地址，格式如127.0.0.1:8151
服务订阅主题前缀格式如service/{name}/
设备接入地址显示在设备凭证管理的下发，提示用户设备连接地址

注册方式​

平台注册​

  1. 使用超管账号登录
  2. 进入 应用管理 → 设备接入服务管理
  3. 点击 添加新服务 按钮
  4. 填写相关配置信息

参考资源​

开发资源

最佳实践​

开发注意事项
  1. 消息ID管理：建议使用时间戳后7位，确保短期内不重复
  2. 设备唯一性：确保设备编号在系统中全局唯一
  3. 错误处理：实现完整的错误响应机制，便于问题诊断
  4. 性能优化：推荐在设备接入服务内解析数据，避免使用脚本转换
  5. 表单验证：上报前验证JSON格式的正确性
  6. 设备状态管理：实现设备状态管理，包括在线、离线。