设备接入插件开发

插件介绍

针对问题

在物联网领域，设备接入方式纷繁复杂，整体来说，包括两类。

协议接入： 通过MQTT、TCP、HTTP、SOAP、Modbus、OPC-UA、Bacnet、KNX、LwM2M和SNMP等协议接入
整合性接入： 通过各种各样的网关服务或三方服务。

现状： 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。

用途

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。

交互结构图

插件类别

1.协议接入：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.服务接入：连接ThingsPanel平台与各种第三方物联网平台，间接与设备通信。

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。

主要特点

模块化设计，易于扩展支持新的协议和第三方平台
提供标准化的数据交换格式和接口
支持设备模板和凭证管理
实时数据同步和设备状态监控
支持多种通信协议，包括但不限于MQTT、MODBUS等

插件开发

开发工作内容

开发准备

阅读和了解ThingsPanel的插件开发设计和规范
- ThingsPanel-服务插件-设计-阅读了解插件原理，理解平台的四种数据模型：遥测、属性、事件、命令 https://docs.qq.com/doc/DZWNvcWFJa25VSVlS
阅读和了解协议或者第三方服务的文档
可查看现有的插件是如何开发的，例如：
- Modbus插件：https://github.com/ThingsPanel/modbus-protocol-plugin
- GB26875.3-2011 报警传输网络通信协议插件 https://gitee.com/ThingsPanel/protocol-plugin-pressure-transmitter

开发步骤

1.下载插件模板

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

2.根据需求修改模板代码

阅读模板源码的README-DEV.md
使用最新的SDK

go get -u github.com/ThingsPanel/tp-protocol-sdk-go@latest

根据该设备的协议文档，修改模板的凭证表单from_voucher.json
- 该表单会显示在设备接入-设备详情的连接栏中，用来认证设备，一般是设备协议中能唯一标识设备的信息。该表单经用户填写会保存到平台，设备连接到插件后，插件调平台的获取设备配置接口/api/v1/plugin/device/config来认证设备（voucher字段是一个json字符串）。
判断该协议设备的对接是否需要配置表单（一般固定字段规范的TCP协议不需要）
- 配置表单在设备接入-设备配置，主要用来获取需要用户提供的信息，开发过程中需要使用的一些配置信息
根据该插件需求，修改http_service/service.go中插件提供给平台的接口
- https://apifox.com/apidoc/shared-87a62ec6-68e5-4590-ac53-8cfe8a8e814b 在这里有接口说明：服务插件-插件提供目录下的接口
- 获取JSON表单接口
  - 凡是有表单的服务插件都需要修改这个接口
- 断开设备连接接口
  - 当用户修改配置表单后，如果需要设备断开重连，就需要实现这个接口
- 通知事件接口
  - 当平台对服务插件相关的设备做了某些改动如删除设备、新增设备等需要通知到服务插件的，可以实现改接口，如果有些事件平台没有开发，需要联系相关开发人员讨论
修改配置文件，运行测试

3.注册插件到ThingsPanel

确定好端口、插件名称、主题前缀后就可以注册插件了
注册服务插件需要使用超管账户
具体参考服务插件-设计文档中注册插件

4.编写核心流程

插件的核心流程就是处理每个接入到插件的设备消息的上下行报文
这里可以使用AI工具辅助生成代码帮助开发繁琐的协议解析和组装内容
- 比如模板里提供了tcp协议的模板：service/service_tcp.go
解析后的数据可以通过mqtt/mqtt_client.go中的方法发到平台
平台发给设备的数据通过mqtt/sub/sub.go中的得到，处理后转发给设备

5.集成测试

注册插件后，在平台首先需要创建设备模板
在设备模板详情的协议配置栏可以选择该协议
创建设备然后绑定该模板，填写设备的凭证信息，然后将设备连接到插件就完成了对接

更多参考：协议插件开发流程【腾讯文档】ThingsPanel-服务插件-协议开发流程 https://docs.qq.com/doc/DZXZCSk5McVBPSlRL

其他技术参数与技术规范

参数说明

device_type:
- 1-直连设备
- 2-网关设备
- 3-子设备
form_type:
- CFG-配置表单
- VCR-凭证表单
- SVCRT-服务凭证表单

平台提供的接口

获取设备配置（通过设备id或设备凭证）

config分别是设备表单数据和子设备表单数据，是根据协议插件提供的表单，用户填写后保存的json数据。
API：/api/v1/plugin/device/config GET
示例：

{
	"voucher": "{\"username\":\"aaaaaa\",\"password\":\"\"}",
	"device_id": "2611f2a8-fdab-9247-efc7-683e9de4f137"
}

响应示例：

{
	"code": 200,
	"message": "success",
	"data": {
		"id": "f073477f-6e11-9f0b-06ae",
		"voucher": "123456",
		"device_type": "2",
		"protocol_type": "MODBUS_TCP",
		"config": {},
		"sub_devices": [
			{
				"device_id": "0036d6bf-ffea-922e-f12e",
				"voucher": "202e0361-2cf8-f78b-0b8b",
				"sub_device_addr": "c7bb49f70",
				"config": {}
			}
		]
	}
}

上报心跳

API：/api/v1/plugin/heartbeat POST
请求示例

{
    "service_identifier": "MODBUS-RTU"
}

协议插件提供的接口

获取JSON表单

/api/v1/form/config GET
form_type：CFG-配置表单 VCR-凭证表单 SVCRT-服务凭证表单
- 配置表单：平台设备模板详情-协议配置的数据解析表单，用户可以在此干预解析规则等
- 凭证表单：平台设备管理-连接的凭证表单，用户在这里可以设置设备的凭证信息，对设备的接入做鉴权。
- 服务凭证表单：平台服务接入点管理详情中接入点的修改配置表单，用于连接三方服务的信息。
VCR 响应示例：

{
    "code": 200,
    "data": [
        {
            "dataKey": "reg_pkg",
            "label": "Registration Package",
            "placeholder": "please input the registration package",
            "type": "input",
            "validate": {
                "message": "The Registration Package cannot be empty",
                "required": true,
                "type": "string"
            }
        }
    ],
    "message": "success"
}

CFG响应结构与VCR响应结构一致，参考表单规范文档ThingsPanel-JSON表单设计(https://docs.qq.com/doc/DZXBIZnpISmhxdmh2)

断开设备连接

断开设备连接，主要用在更新配置后断开设备让设备重连达到更新配置的目的
/api/v1/device/disconnect POST
请求：device_id

通知

当平台设备或服务配置修改，用来通知到服务
/api/v1/plugin/notification POST
请求：message_type,message

获取服务设备列表

如果是服务接入，这个接口用来获取对应服务的设备列表以添加设备到系统
/api/v1/plugin/device/list GET
请求

{
    "voucher":"",
    "service_identifier":""
}

交换数据相关

插件推送数据到平台

协议插件发送遥测规范如下，属性类似（事件参考平台MQTT主题设计规范）：

直连设备或子设备消息

mqtt用户：root （使用thingspanel-go配置文件中的用户名和密码）
发布主题：device/telemetry
报文规范：{"device_id":device_id,"values":{key:value...}} 或自定义报文：{"token":device_id,"values":自定义报文}
自定义报文可以根据设备配置里的脚本进一步解析，考虑到性能，推荐在协议插件内解析

网关设备消息

mqtt用户：root （使用thingspanel-go配置文件中的用户名和密码）
发布主题：gateway/telemetry
报文规范：{"device_id":device_id,"values":{sub_device_addr1:{key:value...},sub_device_add2r:{key:value...}}}
或自定义报文：{"device_id":device_id,"values":自定义报文}

在线离线通知

mqtt用户：root （使用thingspanel-go配置文件中的用户名和密码）
发布主题：device/status
报文规范：{"device_id":device_id,"values":1}
0-离线 1-上线

平台推送数据给插件

协议插件订阅主题如下：

直连设备消息

    mqtt用户：root (使用thingspanel-go配置文件中的用户名和密码)
    订阅主题：plugin/modbus/# （说明：plugin/modbus/为注册插件时填写的订阅主题前缀,主题#部分是MQTT主题规范（凡是device_number的要改为device_id），实际上就是协议插件比平台下行规范多了主题前缀）
    报文规范：{key:value...}（示例是telemetry或attributes，commands请参考平台主题规范）

网关设备消息

    mqtt用户：root  （使用thingspanel-go配置文件中的用户名和密码）
    订阅主题：plugin/modbus/# (说明：plugin/modbus/为注册插件时填写的订阅主题前缀,主题#部分是MQTT主题规范（凡是device_number的要改为device_id），实际上就是协议插件比平台下行规范多了主题前缀)
    报文规范：{sub_device_addr:{key:value...},sub_device_addr:{key:value...}}
（示例是telemetry或attributes，commands请参考平台主题规范）

插件注册

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插件，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插件API的地址，格式如127.0.0.1:8151
服务订阅主题前缀：格式如（name一般为服务标识符）：
```
service/name/
```
设备接入地址：这里填写的内容会显示在设备凭证管理的下发，以提示用户应该将设备连接到哪里

方式一：使用SQL注册(参考SQL)：

INSERT INTO public.service_plugins (id, "name", service_identifier, service_type, last_active_time, "version", create_at, update_at, description, service_config, remark) VALUES('41d04726-8490-119f-7689-7f8d0193ad45', 'ALARM协议', 'ALARM', 1, NULL, 'v0.0.1', '2024-06-23 16:44:26.607', '2024-06-30 14:05:25.790', '', '{"http_address":"127.0.0.1:8151","device_type":1,"sub_topic_prefix":"service/alarm/","access_address":":8150"}'::json, '');

方式二：平台注册

超管账号登录
应用管理-插件管理，点击添加新服务按钮

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针对问题​

用途​

交互结构图​

插件类别​

功能​

主要特点​

插件开发​

开发工作内容​

开发准备​

开发步骤​

1.下载插件模板​

2.根据需求修改模板代码​

3.注册插件到ThingsPanel​

4.编写核心流程​

5.集成测试​

其他技术参数与技术规范​

参数说明​

平台提供的接口​

获取设备配置（通过设备id或设备凭证）​

上报心跳​

协议插件提供的接口​

获取JSON表单​

断开设备连接​

通知​

获取服务设备列表​

交换数据相关​

插件推送数据到平台​

直连设备或子设备消息​

网关设备消息​

在线离线通知​

平台推送数据给插件​

直连设备消息​

网关设备消息​

插件注册​

方式一：使用SQL注册(参考SQL)：​

方式二：平台注册​

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功能

主要特点

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开发工作内容

开发准备

开发步骤

1.下载插件模板

2.根据需求修改模板代码

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4.编写核心流程

5.集成测试

其他技术参数与技术规范

参数说明

平台提供的接口

获取设备配置（通过设备id或设备凭证）

上报心跳

协议插件提供的接口

获取JSON表单

断开设备连接

通知

获取服务设备列表

交换数据相关

插件推送数据到平台

直连设备或子设备消息

网关设备消息

在线离线通知

平台推送数据给插件

直连设备消息

网关设备消息

插件注册

方式一：使用SQL注册(参考SQL)：

方式二：平台注册