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使用IOT-Tree消息流MQTT模块节点实现监测数据推送功能

news 2025/9/24 9:12:59

IOT-Tree Server是个开源物联网软件，可以作为组态软件成为自动化系统的上位软件。她提供了接入、数据组织管理、控制逻辑和人机交互多个方面的功能。IOT-Tree消息流功能是在规整接入各种设备数据之后，提供的功能块组合配置支持（直观快速），通过她你可以在大部分场合快速实现数据的处理——存储、转换、发送等。

本文专门以实际使用案例介绍MQTT这个模块节点的使用。

1 案例背景

本案例是一个工业现场，使用IOT-Tree对接西门子PLC S7-1200获取了设备相关数据。对接使用了驱动“Siemens TCP/IP Ethernet”。配置数据标签如下：

项目要求现场IOT-Tree实例要通过云端MQTT Broker提供的消息接口进行数据收集和指令下达。其中，采集标签数据定时10秒向云端服务器主动推送一次，而报警标签只要有触发，则必须马上推送到云端系统中。另外，云端还要能够支持向现场设备推送一些参数调整指令，IOT-Tree要能够根据指令消息包，修改PLC里面的一些数据点。相关消息包全部使用JSON格式，并且每一种消息对应的主题如下：

MQTT主题	主题标题	主题详细说明	备注
/dev1/update	设备1数据	由工业现场IOT-Tree向云端MQTT Broker推送的采集数据，定时10秒推送一次	生产者
/dev1/alm	设备1报警	由工业现场IOT-Tree向云端MQTT Broker推送的报警数据，触发时和解除时都要推送	生产者
/plat/cmd/chg_tar_temp	云端指令-修改目标温度	由云端向工业现场IOT-Tree推送的指令，用来修改	消费者

1.1 MQTT协议

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的发布/订阅消息传输协议，专为低带宽、高延迟或不稳定的网络环境设计。最初由 IBM 和 Eurotech 开发，现已成为 OASIS 标准，广泛应用于物联网（IoT）、移动应用和嵌入式系统。

MQTT 核心特性

轻量级：协议头最小仅 2 字节，适合资源受限的设备。
发布/订阅模型：支持多对多通信，解耦消息生产者和消费者。
低功耗：适合电池供电的设备，如传感器和可穿戴设备。
三种服务质量（QoS）：
QoS 0：最多一次（可能丢失消息）。
QoS 1：至少一次（确保送达，可能重复）。
QoS 2：恰好一次（严格保证不重复）。
保留消息：代理（Broker）可存储最新消息，供新订阅者立即获取。

MQTT 基本组件

客户端（Client）：发布或订阅消息的设备或应用。
代理（Broker）：负责接收、过滤和转发消息的中间服务器。
主题（Topic）：消息的分类标识符，采用层级结构（如 sensor/temperature）。

MQTT 工作原理

客户端通过 TCP/IP 连接代理，订阅感兴趣的主题。
发布者发送消息到主题，代理将消息转发给所有订阅者。
支持通配符：+ 匹配单层，# 匹配多层（如 sensor/#）。

1.2 IOT-Tree接入和数据组织

此部分内容，本文也不重复了，如果不熟悉，请参考如下内容：

https://gitcode.com/jasonzhu8888/iot-tree

https://github.com/bambooww/iot-tree

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2 MQTT模块节点配置

2.1 新增MQTT模块节点

在你的IOT-Tree项目管理界面左下角，你可以添加一个消息流，点击之后，可以看到消息流具体配置界面，你可以在配置界面左边列表选择网络分类下的“MQTT”节点，拖拽到配置区就完成了节点的添加。如下图：

双击刚刚添加的MQTT节点，可以看到弹出配置界面。你可以在里面进行详细配置。

2.2 配置MQTT

2.2.1 配置主界面说明

在MQTT节点弹出界面中，你可以设置MQTT Broker和端口，并且目前此节点支持用户和密码验证方式。这些内容需要根据Broker提供的相关信息进行设置。

主界面下方有生产者和消费者两个配置区域，这两个区域分别对应此MQTT需要发送数据的主题列表和需要监听接收消息的主题列表。点击新增或点击已经建立主题的修改按钮，可以新增或编辑对应的主题信息。

2.2.2 生产者和消费者主题编辑

2.2.3 配置之后关联节点

以上配置全部确定完成之后，你可以看到此MQTT模块节点会自动生成几个关联节点，每个节点对应一个主题。如果是生产者主题，则节点有个输入端口，可以在消息流中接收输入消息并推送；而对于消费者主题，则生成的节点会有输出端口，如果节点收到服务器端MQTT Broker的数据包之后，会在对应节点端口输出消息，由此可以被消息流中的其他节点处理。