最近嘗試學(xué)習(xí)協(xié)議適配框架，其中EdgeX作為一款開源的邊緣計(jì)算平臺(tái)受到大家的青睞，于是決定一試。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)基于EdgeX的基礎(chǔ)的南北MQTT通信功能，整體實(shí)現(xiàn)參考了一位大神的博客：

(13條消息) EdgeX 樹莓派實(shí)踐部署_無止無休-CSDN博客_edgex部署https://blog.csdn.net/bxjie/article/details/113860800由于大神寫的比較高階，作為小白的我踩了不少坑，下面分享給大家，僅供參考。

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硬件

Raspberry Pi 4 Model B?

不一定非要最新的，不同的硬件版本配套不同的操作系統(tǒng)及其他軟件安裝版本

?microSD卡 128GB

沒必要買很大，主要看需求。最好不要低于8G

micro轉(zhuǎn)HDMI轉(zhuǎn)接頭

由于本人比較懶不想安遠(yuǎn)程控制軟件，于是必須有個(gè)連接顯示屏的轉(zhuǎn)接頭，具體規(guī)格因顯示屏而異

鍵盤、讀卡器、鼠標(biāo)、電源線（TypeC）、顯示屏

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軟件

1.?格式化存儲(chǔ)卡

先用SD格式化軟件格式化存儲(chǔ)卡，如果后面安裝出現(xiàn)問題（比如：安錯(cuò)系統(tǒng)，別問我怎么知道的...）想清空存儲(chǔ)卡可以先SD格式化再用diskgenius軟件恢復(fù)存儲(chǔ)卡系統(tǒng)分區(qū)。這部分網(wǎng)上很多參考，也很簡單。

2.?安裝arm64位操作系統(tǒng)

Index of /raspios_arm64/images/raspios_arm64-2021-05-28

下載.zip文件即可。

3.?燒錄系統(tǒng)

燒錄軟件也有很多選擇，我用的是官網(wǎng)的：

Raspberry Pi OS – Raspberry Pi

?至此燒錄完成。

?4.?初始化樹莓派

第一次使用的話會(huì)有一些設(shè)置選擇，可參考：

樹莓派4B開門教程HDMI連接顯示器 - 知乎

?如果想安裝一個(gè)中文輸入法，可參考：

樹莓派入門（八）—— 漢化Raspbian操作系統(tǒng)_bigmarshal的博客-CSDN博客_樹莓派漢化

輸入法需要reboot之后才生效。

5.?搭建EdgeX

按照大神的步驟可以開始搭建EdgeX了，為了整體流暢性，下面有一些步驟直接拷貝大神的

5.1 安裝docker-ce

$curl -fsSL https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/raspbian/gpg | sudo apt-key add -

獲取docker-ce安裝包，下載下面三個(gè)文件并離線安裝：
https://download.docker.com/linux/debian/dists/buster/pool/edge/arm64/

$sudo dpkg -i containerd.io_1.3.7-1_arm64.deb  
$sudo dpkg -i docker-ce-cli_19.03.13_3-0_debian-buster_arm64.deb
$sudo dpkg -i docker-ce_19.03.13_3-0_debian-buster_arm64.deb  

設(shè)置docker鏡像：

$sudo cat /etc/docker/daemon.json 
{
        "registry-mirrors": ["http://hub-mirror.c.163.com"]
}

$sudo systemctl daemon-reload
$sudo systemctl restart docker

5.2 安裝docker-compose

$sudo apt-get install libffi-dev 
$sudo apt-get install openssl
$pip3 install --default-timeout=100000 docker-compose

5.3 EdgeX搭建

根據(jù)官網(wǎng)的命令可以quick-start：

Quick Start - EdgeX Foundry Documentation

$curl https://raw.githubusercontent.com/edgexfoundry/developer-scripts/master/releases/geneva/compose-files/docker-compose-geneva-redis-no-secty-arm64.yml -o docker-compose.yml

此時(shí)報(bào)錯(cuò)：

?直接搜索報(bào)錯(cuò)內(nèi)容說docker-compose沒有安裝成功，于是嘗試大神的解決方法：

$pip3 install --upgrade --default-timeout=100000 docker-compose -i http://pypi.douban.com/simple

出現(xiàn)新的錯(cuò)誤：

?這樣看是python版本不夠，不匹配pysistent。先嘗試升級(jí)python，遇到如下問題：

"sudo: /etc/sudoers is world writable\r\nsudo: no vaild sudoers sources found,quitting"

檢索錯(cuò)誤后發(fā)現(xiàn)原來是因?yàn)樵诎惭bdocker鏡像時(shí)為了寫入json文件和解決DNS污染問題而重寫入hosts中的raw.githubusercontent.com的IP地址（前面遇到的一個(gè)問題），而使得牽一發(fā)而動(dòng)全身。解決方法：

$pkexec chmod0440 /etc/sudoers

當(dāng)我以為可以簡簡單單升級(jí)python時(shí)，天真了...

?升級(jí)也費(fèi)勁，同時(shí)發(fā)現(xiàn)pyrsistent竟然沒有，于是反向思維指定pyrsistent版本，并查看docker是否安裝，發(fā)現(xiàn)新的錯(cuò)誤：

docker.errors.DockerException:Error while fetching server API version:('Connection aborted'......

原因是docker_runner 沒有docker的運(yùn)行權(quán)限，解決方案：

vi /etc/group
...
docker:x:123:gitlab-runner
gitlab-runner:x:122:
...

至此，剛把獲取docker-compose.yml文件的命令的坑填好...

下面進(jìn)行EdgeX UI可視化，同時(shí)添加device-mqtt微服務(wù).

在docker_compose文件中有注釋mqtt，同時(shí)沒有ui命令， 需要取消相應(yīng)注釋，同時(shí)補(bǔ)充ui。參考大神的圖片：

本機(jī)輸入localhost:4000/可以看到前端展示了，登錄用本機(jī)賬戶和密碼即可。

?5.4 啟動(dòng)微服務(wù)

這一部分分為三個(gè)步驟：

1）北向基于 app-service-mqtt 實(shí)現(xiàn) EdgeXCore 的 device-random 服務(wù)

2）南向基于 DeviceDemo 模擬設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文

3）南北打通

流程圖照搬大神的：

5.4.1 北向打通

這一步算是基礎(chǔ)，因?yàn)楹竺娴暮芏鄬?shí)現(xiàn)步驟都類似，而且也是理解整體業(yè)務(wù)流程的第一步，所以值得好好琢磨一下。

首先安裝mosquitto：

 $sudo apt-get install mosquitto
 $sudo apt-get install mosquitto-clients

配置微服務(wù)，可以新建一個(gè)docker-compose-less.yml，也可以在原來的yml文件里面粘貼。

app-service-mqtt:
    image: edgexfoundry/docker-app-service-configurable-arm64:1.2.0
    ports:
      - "0.0.0.0:48101:48101"
    container_name: edgex-app-service-configurable-mqtt
    hostname: edgex-app-service-configurable-mqtt
    networks:
      - edgex-network
    environment:
      <<: *common-variables
      edgex_profile: mqtt-export
      Service_Host: edgex-app-service-configurable-mqtt
      Service_Port: 48101
      MessageBus_SubscribeHost_Host: edgex-core-data
      Binding_PublishTopic: events
      Writable_Pipeline_Functions_MQTTSend_Addressable_Address: 172.17.0.1
      Writable_Pipeline_Functions_MQTTSend_Addressable_Port: 1883
      Writable_Pipeline_Functions_MQTTSend_Addressable_Protocol: tcp
      Writable_Pipeline_Functions_MQTTSend_Addressable_Publisher: edgex
      Writable_Pipeline_Functions_MQTTSend_Addressable_Topic: EdgeXEvents
    depends_on:
      - consul
      - data

啟動(dòng)mqtt broker(默認(rèn)port:1883)：

$sudo mosquitto -v

啟動(dòng)mqtt微服務(wù)：

$sudo docker-compose -f docker-compose-less.yml up app-service-mqtt

啟動(dòng)MQTT訂閱者：

$sudo mosquitto_sub -h 127.0.0.1 -p 1883 -t EdgeXEvents

5.4.2 南向打通

安裝golang環(huán)境，網(wǎng)上資料很多。

下載device demo程序：

$git clone https://github.com/edgexfoundry/device-mqtt-go

device demo需要修改的地方如下:

const (
?? ?brokerUrl ?= "127.0.0.1"
?? ?brokerPort = 1883
?? ?username ? = "admin"
?? ?password ? = "public"
)

---

func runCommandHandler() {
?? ?var mqttClientId = "DeviceCommandSubscriber"
?? ?var qos = 0
?? ?var topic = "CommandTopic"

---

func runDataSender() {
?? ?var mqttClientId = "DeviceIncomingDataPublisher"
?? ?var qos = byte(0)
?? ?var topic = "DataTopic"

?? ?uri := &url.URL{
?? ??? ?Scheme: "tcp",
?? ??? ?Host: ? fmt.Sprintf("%s:%d", brokerUrl, brokerPort),
?? ??? ?User: ? url.UserPassword(username, password),
?? ?}

?? ?client, err := createMqttClient(mqttClientId, uri)
?? ?defer client.Disconnect(5000)
?? ?if err != nil {
?? ??? ?fmt.Println(err)
?? ?}

?? ?var data = make(map[string]interface{})
?? ?data["name"] = "device_name_1"
?? ?data["cmd"] = "randfloat32"
?? ?data["method"] = "get"

?? ?for {
?? ??? ?data["randfloat32"] = rand.Float64()
?? ??? ?jsonData, err := json.Marshal(data)
?? ??? ?if err != nil {
?? ??? ??? ?fmt.Println(err)
?? ??? ?}
?? ??? ?client.Publish(topic, qos, false, jsonData)

?? ??? ?fmt.Println(fmt.Sprintf("Send response: %v", string(jsonData)))

?? ??? ?time.Sleep(time.Second * time.Duration(15))
?? ?}

}

?編譯device.go

go build
./mock

下載配置文檔 mqtt.test.device.profile.yml（博客最后給出文件）

在UI和consul上設(shè)置參數(shù)（見大神博客）

5.4.3 南北打通

啟動(dòng)兩個(gè)mqtt broker，以防之前的端口被占用，先查看一下：

ps -ef | grep mosquitto

如果有MQTT被占用，則kill it IPD

分別啟動(dòng)1883和1884的mqtt broker：

$sudo mosquitto -v
$sudo mosquitto -v -p 1884

啟動(dòng)docker-compose，并關(guān)閉device-random微服務(wù)，并檢查容器此時(shí)開啟的服務(wù)

$sudo docker-compose up -d
$sudo docker stop edgx-device-random
$sudo docker-compose ps

啟動(dòng)北向app-service-mqtt以及mqtt訂閱者，注意此時(shí)的docer-compose里面的app-service-mqtt的port需要改為：1884

$sudo docker-compose -f docker-compose-less.yml up app-service-mqtt
$sudo mosquitto_sub -h 127.0.0.1 -p 1884 -t EdgeXEvents

啟動(dòng)南向：

go build
./mock

如果想查看docker中mqtt微服務(wù)的運(yùn)行情況?，可執(zhí)行：

$sudo docker-compose up device-mqtt

在UI上的配置操作和前面一樣，同樣參考大神博客即可，顯擺一張成功操作界面：）

命令行窗口的南北成功連接狀態(tài)也可參考大神博客，下面是我的一些隨便截圖：

?至此，基于EdgeX的簡單南北MQTT搭建成功~~歡迎一起探討~~

---

##mqtt.test.device.profile

name: "Test.Device.MQTT.Profile"
manufacturer: "Dell"
model: "MQTT-2"
labels:
- "test"
description: "Test device profile"
deviceResources:

- name: randfloat32
  description: "device random number with Base64 encoding"
  properties:
    value:
      { type: "Float32", size: "4", readWrite: "R", defaultValue: "0.00", minimum: "100.00", maximum: "0.00", floatEncoding: "Base64" }
    units:
      { type: "String", readWrite: "R", defaultValue: "" }
- name: randfloat64
  description: "device random number with e notion"
  properties:
    value:
      { type: "Float64", size: "4", readWrite: "R", defaultValue: "0.00", minimum: "100.00", maximum: "0.00", floatEncoding: "eNotation" }
    units:
      { type: "String", readWrite: "R", defaultValue: "" }
-
  name: ping
  description: "device awake"
  properties:
    value:
      { type: "String", size: "0", readWrite: "R", defaultValue: "oops" }
    units:
      { type: "String", readWrite: "R", defaultValue: "" }
-
  name: message
  description: "device notification message"
  properties:
    value:
      { type: "String", size: "0", readWrite: "W" ,scale: "", offset: "", base: ""  }
    units:
      { type: "String", readWrite: "R", defaultValue: "" }

deviceCommands:
- name: testrandfloat32
  get:
    - { index: "1", operation: "get", deviceResource: "randfloat32"}
- name: testrandfloat64
  get:
    - { index: "1", operation: "get", deviceResource: "randfloat64"}
-
  name: testping
  get:
    - { index: "1", operation: "get", deviceResource: "ping"}
-
  name: testmessage
  get:
    - { index: "1", operation: "get", deviceResource: "message"}
  set:
    - { index: "1", operation: "set", deviceResource: "message"}

coreCommands:
- name: testrandfloat32
  get:
    path: "/api/v1/device/{deviceId}/testrandfloat32"
    responses:
    -
      code: "200"
      description: "get the random float32 value"
      expectedValues: ["randfloat32"]
    - code: "500"
      description: "internal server error"
      expectedValues: []
- name: testrandfloat64
  get:
    path: "/api/v1/device/{deviceId}/testrandfloat64"
    responses:
      - code: "200"
        description: "get the random float64 value"
        expectedValues: ["randfloat64"]
      - code: "500"
        description: "internal server error"
        expectedValues: []
-
  name: testping
  get:
    path: "/api/v1/device/{deviceId}/testping"
    responses:
    -
      code: "200"
      description: "ping the device"
      expectedValues: ["ping"]
    - code: "500"
      description: "internal server error"
      expectedValues: []
-
  name: testmessage
  get:
    path: "/api/v1/device/{deviceId}/testmessage"
    responses:
    -
      code: "200"
      description: "get the message"
      expectedValues: ["message"]
    - code: "500"
      description: "internal server error"
      expectedValues: []
  put:
    path: "/api/v1/device/{deviceId}/testmessage"
    parameterNames: ["message"]
    responses:
    -
      code: "204"
      description: "set the message."
      expectedValues: []
    - code: "500"
      description: "internal server error"
      expectedValues: []