【产品应用】GLCOM-NET网关一分钟实现LoRa转MQTT（初阶版）

随着无线物联网中数据流量的增加，为了能够有效收集、存储和分析海量的数据，需要将数据交由服务器处理，而简单轻量的MQTT协议则是将数据传输到服务器的首选。本文提供了一套快速实现LoRa转MQTT的方案。

  产品简介

1. ZSL42x智能组网芯片简介

ZSL420/ZSL421是广州致远微电子研发的一款集成LoRa功能的微控制器。该产品集成无线收发器，可支持二次开发的ARM Cortex-M0+超低功耗内核。无线收发器工作频段470~510MHz，支持LoRa、(G)FSK等调制方式。提供ZLGLink透传固件以及图形配置上位机，通过串口命令进行交互控制，使您可以专注于主控MCU应用开发，将产品以更低的成本，更短的开发周期投入市场。

2.GLCOM-NET智能通信网关简介

GLCOM-NET是广州致远电子开发的一款智能LoRa数据通信网关，采用LoRa无线技术，实现了自组网、无线数据透明传输至TCP、UDP、MQTT、HTTP及RS485/232等功能，化繁为简，大幅简化无线产品复杂的开发过程，使您的产品以更低的成本快速投入市场，可广泛应用于工业物联网应用中。

图1 GLCOM-NET网关智能通信示意图

  协议简介

1.MQTT协议简介

MQTT是一种构建于TCP/IP协议之上的基于客户端和服务器的消息发布/订阅传输协议。该协议轻量、简单、开放和易于实现的特点使其具有广泛的适用范围。在通讯过程中，MQTT协议主要有三种身份：发布者（Publish）、代理（服务器）（Broker）、订阅者（Subscribe）。其中，消息的发布者和订阅者都是客户端，消息代理是服务器，消息的发布者同时可以是订阅者。其通信流程示意图如图2所示。

图2 通信流程示意图

MQTT协议是为工作在低宽带、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议，它具有以下主要的几项特性：

• 使用订阅/发布信息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合；

• 对负载屏蔽的信息传输；

• 使用TCP/IP提供网络传输；

• 有三种信息发布服务质量；

• 小型传输，开销小，协转换最小化，以降低网络流量；

• 使用Last Will和Testament特性通知有关各方客户端异常中断的机制。

2.ZLGLink协议简介 

ZLGLink 协议是广州致远电子推出的基于LoRa的无线低功耗网络协议，是典型的星型网络，由主机及终端（或中继）组成，有以下特性：

• 支持单播及广播通信；
• 支持中继转发；
• 主机支持探测空闲信道创建网络；
• 支持终端主动入网；
• 支持终端空闲低功耗休眠；
• 支持主机空中唤醒休眠终端；支持主机添加白名单；
• 支持本地串口升级及无线远程升级。

  ZLGLink转MQTT

1. 协议转换简介

ZLGLink转MQTT，实现了无线（LoRa）与MQTT服务器之间的数据透传：

• 无线终端通过无线发送数据给网关，网关再把数据发布到MQTT服务器；
• 网关订阅接收 MQTT 服务器的消息并通过无线发送给用户的无线终端。

网关与MQTT客户端订阅与发布MQTT主题的配置表，如表1所示。

表1 订阅/发布主题配置表

设备	订阅	发布	备注
网关	subtopic	pubtopic	网关与MQTT客户端互相订阅对方发布的主题
MQTT客户端	pubtopic	subtopic

无线转MQTT透传示意图，如图3所示。

图3 无线转MQTT透传示意图

2.ZLGLink终端与MQTT客户端通信

2.1 网关配置

网关配置主要包括协议转换配置、MQTT配置以及ZLGLink配置三项。

2.1.1 协议转换配置
打开网关的网页配置页面，左边栏选择【协议转换】，在转换选择页面里选择【ZLGlink转MQTT】，然后点击【保存】，网关自动重启，如图4所示。

图4 协议转换选择

2.1.2 MQTT配置

左边栏选择【网络配置】，在网络配置里选择【MQTT】标签页，如图5所示：

• 在【基本配置】里配置网关需要连接的MQTT服务器的地址、端口号、MQTT用户名、密码和客户端ID；

• 在【订阅主题】里配置网关订阅的主题和服务质量；

• 在【发布主题】里配置网关发布消息的主题和服务质量。

图5 网关MQTT配置

2.1.3 ZLGLink配置

左边栏选择【ZLGLink配置】标签页，在【基本配置】里配置ZLGLink的基本配置参数，如图6所示。

图6 网关ZLGLink配置

2.2 ZLGLink 终端配置

使用Wireless Tool上位机配置ZSL420-EVB评估板（ZLGLink终端）的基本参数，如图7所示。

图7 ZLGLink终端配置

2.3 MQTT客户端配置

MQTT客户端设置MQTT服务器的地址、端口号、MQTT用户名、密码和客户端ID并订阅从机信息。本文以MQTTX客户端上位机做演示，如图8所示。

图8 MQTT客户端配置

2.4 成果展示

ZLGLink终端与MQTT客户端通信结果，如图9所示。

图9 ZLGLink终端与MQTT客户端通信

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