如果說Java和C#哪個是最好的開發語言，無疑會挑起程序員之間的相互怒懟，那如果說JavaScript是動態性最好的語言，相信大家都不會有太大的爭議。隨著越來越多的硬件平臺和開發板開始支持JavaScript，JavaScript在硬件端以及物聯網領域有了新的機會。

IoT應用開發的數據鏈路

圖1是一個智能家居物聯平臺的數據鏈路。

圖1 智能家居物聯平臺的數據鏈路

一般來說，可以把IoT應用分為如圖所示的四層。

client層：指的是IoT設備，可以是冰箱、空調，也可以是一些溫濕度傳感器。 gateway層：大多數場景中gateway是家里的WiFi路由器，也有小部分是基于Zigbee或藍牙的網關設備。智能生活場景中的gateway數量相對于工業領域要少很多，在工業領域存在大量的邊緣計算放在gateway層進行處理（霧計算）。 cloud云層：這里是集中處理業務的地方。 應用層：這一層是直接與用戶打交道的地方，可以是通過電腦的Web瀏覽器、手機App，也可以是有屏幕的智能設備的顯示器。隨著語音技術的發展，無屏設備也可以通過語音交互，作為一個應用存在于物聯網的交互層。

物聯設備（下文統稱為client），可以是單個設備或多個設備組成的應用場景。比如冰箱把運行的功耗數據、庫存數據、溫度數據采集，通過gateway發送到cloud層，cloud層收集數據后進行異常判斷，做智能模式推薦等業務處理后到application層進行展現和交互。用戶可以通過冰箱的設備數據進行模式選擇，還可以做一些與設備無關的增值服務，比如聽音樂、買菜等，這就是一個智能冰箱的數據鏈路。還有些client是成組智能場景的，比如溫濕度傳感器將數據上傳到cloud，經過處理和加工，動態控制家中空調的溫度，調節空氣凈化器的運行模式等。這么描述好像沒有體現出cloud層的作用，那如果運行模式是用戶預先配置好的呢？如“當溫度超過25度，請幫我打開空調”，這些業務都可以通過cloud層進行處理。

client層的連接方式有WiFi、Bluetooth、Zigbee，而MQTT是為了讓物聯網設備更加互聯互通而出現的應用層數據協議。

MQTT+JavaScript

MQTT是一個長連接的通訊應用層協議，最大的特點是數據精簡、消息可靠、Publish-Subscribe模式靈活易用。MQTT已經成為IoT傳輸的標準協議，應用非常廣泛。

圖2中Client指的是物聯網設備。Client通過對Topic的訂閱和發布數據管理應用中的數據流動，而Broker是MQTT應用中用于管理Topic的角色。Server是物聯網應用中的服務端，用于處理業務邏輯。

圖2 MQTT的數據鏈路圖

MQTT被廣泛使用的一個重要的原因是MQTT的生態非常完善，同時也支持JavaScript。因此圖2所示的所有鏈路和模塊，都可以通過JavaScript實現。

圖3 JavaScript在MQTT架構中常用的架構

JavaScript在MQTT架構中常用的框架

mosca（https://github.com/mcollina/mosca） mosca是一個用JavaScript實現的MQTT Broker。不僅如此，mosca還增加了對數據庫，如Redis、MongoDB的支持，用來實現消息數據的存儲。

MQTT.js（https://github.com/mqttjs/MQTT.js） MQTT.js是官網推薦的JavaScript實現的Client端。

KOA和Express 這兩者都是非常主流的Node版本的Server，簡單易用。

實戰物聯網應用

這節我們運用之前介紹的框架，自己動手完成一個簡單的物聯網應用。應用場景如圖4所示，溫度傳感器用于接收溫度，并把文檔通過MQTT發送到Server端，在Server端進行業務處理，根據溫度計算出穿衣提示，通過MQTT把數據發送到特定的Topic，App訂閱Topic獲取數據后進行展現。

圖4 “穿衣提示”業務場景框架

Broker端的實現

Broker端使用mosca，參考網頁https://github.com/mcollina/mosca。

安裝mosca。

nmp install mosca --save

啟動mosca。這里需要注意，如果本地沒有配置MongoDB，則需要把ascoltatore中的內容全部注釋掉。

var mosca = require(’mosca’);var ascoltatore = { //using ascoltatore // type: ’mongo’, // url: ’mongodb://localhost:27017/mqtt’, // pubsubCollection: ’ascoltatori’, // mongo: {}};var settings = { port: 1883, backend: ascoltatore};var server = new mosca.Server(settings);server.on(’clientConnected’, function(client) { console.log(’client connected’, client.id);});// fired when a message is receivedserver.on(’published’, function(packet, client) { console.log(’Published’, packet.payload); //{'clientId':'mqttjs_02fea7b4','topic':'/tips'} // console.log(’>>>packet’, packet); //{'clientId':'mqttjs_02fea7b4','topic':'/tips'}});server.on(’ready’, setup);// fired when the mqtt server is readyfunction setup() { console.log(’Mosca server is up and running’);}

代碼完成后，啟動文件，本地的一個Broker就跑在localhost的1883端口上了。

Client端的溫度傳感器實現

Client使用MQTT.js實現，參考網頁https://github.com/mqttjs/MQTT.js

安裝

npm install mqtt --save

啟動

var mqtt = require(’mqtt’);var client = mqtt.connect(’mqtt://localhost:1883’);client.on(’connect’, function () { console.log(’>>> connected’) // client.subscribe(’/tips’) setInterval( ()=>{client.publish(’/temperature’, ’30’);}, 3000 );})client.on(’message’, function (topic, message) { // message is Buffer console.log(message.toString())})// client.end();

執行Node index后Client就啟動了，可以看到在MQTT.connect方法中連接了上一節中啟動的Broker地址，連接成功后，Client會輸出日志，“>>> connected”，Broker的控制臺也會輸出Client的連接信息。

這里模擬了溫度傳感器，定時3秒向/temperature的Topic中發送溫度數據。

本節的溫度器可以在電腦中使用Node方式運行，也可以運行在支持JavaScript的開發板中，如RUFF、NodeMCU、Raspberry Pi，并且可以使用真實的傳感器。

Server的實現

Server使用MQTT.js訂閱Client發送到/temperature Topic的數據進行處理，把處理后的數據轉譯成JSON發送到另一業務主題/tips中。

實現代碼如下：

’use strict’const mqtt = require(’mqtt’);var client = mqtt.connect(’mqtt://localhost:1883’);client.on(’connect’, function () { console.log(’>>> connected’); client.subscribe(’/temperature’);})client.on(’message’, function (topic, message) { var temperature = parseInt(message.toString()); var data = {temperature}; if (temperature >= 60) { data.tips = '熱... 500服務器故障'; } else if (temperature >= 50) { data.tips = '今天天氣非常熱，建議不要穿衣服了'; } else if (temperature >= 40) { data.tips = '今天天氣十分的熱，建議穿短袖T恤+短褲'; } else if (temperature >= 30) { data.tips = '今天天氣有點的熱，建議穿短袖T恤'; } else if (temperature >= 0) { data.tips = '今天天氣正好，可以穿上一件薄衣服'; } else if (temperature >= -10) { data.tips = '今天天氣十分寒冷，棉襖可以穿上一件'; } else { data.tips = '今天天氣十分十分寒冷，棉襖可以穿上二件'; } client.publish(’/tips’, JSON.stringify(data)); // if (temperature+1) {} // message is Buffer console.log(JSON.stringify(data));})

App的實現

Demo的App使用KOA啟動一個Web，在Web中展現當前溫度對應的穿衣提示，通過訂閱tips獲取數據。

安裝koa

$ npm install koa

實現代碼

’use strict’const Koa = require(’koa’);const mqtt = require(’mqtt’);const app = new Koa();var msg = {temperature:'-',tips:''};// responseapp.use(ctx => { ctx.body = '當前溫度:' + msg.temperature + '度' + 'n' + ’穿衣提示:’+msg.tips + 'n' ;});app.listen(3000);//mqttvar client = mqtt.connect(’mqtt://localhost:1883’);client.on(’connect’, function () { console.log(’>>> connected’); client.subscribe(’/tips’);})client.on(’message’, function (topic, message) { var data = JSON.parse(message.toString()); console.log(message.toString()); console.log(data.tips); msg = data; // if (temperature+1) {} // message is Buffer // let str = message.toString(); // let data = JSON.parse(message); // console.log(data.tips); // msg = message.toString();})

Demo小節

本章給出了一個簡單的物聯網業務的業務場景和實現邏輯，其中Client也可以運行在電腦上進行Demo查看，或是跑在真實物聯設備或開發版上。如圖5，筆者使用RUFF開發板實現了一次。

圖5 Demo硬件演示

完整Demo代碼已經分享在github中，大家可以輸入URL下載。 https://github.com/coolnameismy/javascript-mqtt-demo-wearingTip

總結

本文和大家交流了物聯網應用的一般數據鏈路、MQTT協議的架構，并基于MQTT實現了一個簡單的物聯網應用。

現在正是前端工程師的大好機會，越來越多的嵌入式設備都開始支持JavaScript，原因是現在有很多JavaScript引擎可以把JavaScript轉換成各種平臺的底層代碼，比較有名的有Jerryscript、Duktape等。隨著越來越多的JavaScript工程師進入嵌入式開發的領域，嵌入式應用開發也會出現前后端分離的情況（應用開發或是驅動開發），類似于Web開發的前后端分離。前端關注在應用、創意、數據鏈路、用戶體現上，而后端則關心GPIO、I2C的底層數據接口和驅動，平臺兼容性等方向。

到此這篇關于使用JavaScript和MQTT開發物聯網應用示例解析的文章就介紹到這了,更多相關JavaScript和MQTT開發物聯網應用內容請搜索好吧啦網以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持好吧啦網！