【技术分享】Lierda NB860+Lierda 云平台——云管端协作让万物互联更简单（一）

 

随着物联网行业的快速发展，涌现出越来越多物联网云服务平台。如何快速实现应用开发，如何管理，如何让设备快速上云，成为关注的焦点。

本文将描述如何使用NB860系列模组通过MQTT指令快速接入利尔达IoT基础服务平台，并介绍两者数据交互操作流程，详细的AT交互流程可以帮助用户或开发人员尽快完成相关的应用开发。

 

 

所需产品

本次接入的利尔达IoT基础服务平台是我司自主研发的云平台，为设备提供安全可靠的连接管理能力，整合物联网产业链上下游，向下连接智能设备，向上承接物联网应用，形成端到云完整链路物联网解决方案，赋能企业各类IOT场景接入。

另外用到的利尔达NB860/MB960/MB260系列模组是基于5G NB-IoT芯片自主开发的第三代NB-IoT模组。该款模组集高性价比、高安全性和低功耗等优点于一身，新增蓝牙、OpenCPU、GNSS定位等能力，为智能表计、智能烟感、智能停车、智慧路灯等百万级成熟NB-IoT应用提供了更优选择。

利尔达NB860/MB960/MB260系列模组支持TCP/UDP、MQTT、LwM2M等多种协议接入云平台，为行业应用开发提供了更多的可能性。今天文章第一期将为大家介绍利尔达NB860模组基于MQTT协议快速接入利尔达IoT基础服务平台，实现数据交互。

 

快速上云设备端完整AT示例流程

 

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//配置服务器IP及域名

AT+MQTTCFG="host",0,"mqtt.xiot.senthink.com",1883

OK

//配置客户端标识

AT+MQTTCFG="clientid",0,"B6E092A55031428493AF6AAD6D694AD5"

OK

//连接服务器

[1116.270]发→◇AT+MQTTCONN=0,0,0,"5D6A3E7E-35884709-865186050012583","6387E4120EDD5A214F9A07D4BD2FB051"

+MQTTCONNACK: 0,0,0

OK

//订阅MQTT消息AT+MQTTSUB=0,1,"/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/downlink",1

+MQTTSUBACK: 0,1,0

OK

//设备请求入网

AT+MQTTPUB=0,1,0,0,"/sys/device/join","{"MessageId": 1231,"HeaderCtrl": 2,"Mode": 1,"Nonce": 123,"Payload": {"OpenID": "5D6A3E7E", "ProductID": "35884709","NodeEui": "865186050012583","ClientID": "B6E092A55031428493AF6AAD6D694AD5", "Type": 2,"Sign": "1fb6a0da"}}"

[1142.489]收←◆+MQTTPUBACK: 0,1,0

OK

//收到服务器下发数据

+MQTTRECV: 0,3,1,0,/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/downlink,{"HeaderCtrl":2,"Mode":1,"Nonce":14,"Payload":{"Code":0,"SessionID":"75FC7DC3"},"MessageId":1231}

//上发设备端数据AT+MQTTPUB=0,1,0,0,"/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/uplink","{ "MessageId" : 1231,"HeaderCtrl":4,"Mode":1,"Nonce":10,"Payload":"CB96395F5065FD121D88B1593EFE"}"+MQTTPUBACK: 0,1,0

OK

//收到服务器下发数据

+MQTTRECV: 0,4,1,0,/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/downlink,{"MessageId":1231,"HeaderCtrl":4,"Code":"200","Msg":"SUCCESS"}

+MQTTRECV: 0,5,1,0,/sys/5D6A3E7E/35884709/865186050012583/downlink,{"HeaderCtrl":7,"Mode":0,"Nonce":48,"Payload":"wwdwdwd","MessageId":751504437}

如上图所示，示例流程展示了设备在配置及连接后进行收发数据的调试操作，在实际应用开发中通过开发MCU代码适配参数，即可完成了订阅推送（应用APP/Web）前所有开发工作，下文将以上步骤给大家做详细讲解。

 

Lierda X平台操作流程

※ 用户注册

1.访问https://account.xiot.senthink.com/login，点击注册按钮，进入注册页面2.填写注册信息，完成注册3.完成信息认证，开通物联网平台

图1   注册页面※ 设备接入前准备事项设备在接入利尔达IoT基础服务平台之前，需要先完成下事项：1.在平台提供的管理后台注册一个硬件厂商账号，云平台会为该账号分配一个厂商的唯一标识OpenID；2.注册厂商账号后，需要在平台提供的管理后台上创建一个产品类，云平台会为该产品分配一个产品的唯一标识 ProductID 以及产品的密钥 ProductKey（用于入网加密以及会话 Key 的更新，注意保密！）；3.设备接入利尔达IoT基础服务平台之前，必须要将基础参数烧录进设备。*至此，接入前的准备工作完成！
※ 注册，创建产品设备前提条件：已在利尔达IoT基础服务平台注册账号。
图2  产品创建页面

 

步骤1：创建产品

1.登录物联网平台控制台2.在云平台页面，找到产品管理，单击产品管理进入产品详情页面。在中间导航栏，选择创建产品，单击创建产品，如下图所示。

图3   产品创建
 

 

步骤2：设置物模型、topic消息等，添加自定义Topic

1.登录物联网平台控制台。2.在产品管理页面，找到对应的产品，单击产品进入产品详情页面。3.在产品页面，找到需要自定义Topic类的产品，并单击对应操作栏中的查看按钮。4、在产品详情页面，单击Topic类详情 > 自定义Topic > 定义Topic类。5、配置参数，单击确认。

图4   新建topic
 

 

步骤3：创建设备

1、登录物联网平台控制台。2、在左侧导航栏，选择设备管理 > 设备列表。3、在设备页面，单击添加设备。4、在添加设备对话框中，输入设备信息，单击确认。

图5   设备创建

执行结果设备注册成功后，将自动弹出设备证书弹框。您可以查看、一键复制设备证书信息，包含DeviceID、DeviceSecret、OpenID、ProductID和ProductKey，是设备与物联网平台进行通信的重要身份认证，建议您妥善保管。
后续步骤1.在设备列表页，单击对应设备，进入设备详情页。您可以查看设备证书信息、数据加密密钥、继承产品的基础信息、禁用/启用设备、设备状态、激活时间、最后在线/离线时间等。2.在设备详情页，可对设备在线调试、远程配置和日志分析。3.在设备列表页，可以删除不再使用的设备。删除设备不可撤回，请谨慎操作。至此，平台侧操作已全部完成。
※ 设备侧操作上电检查流程1.AT //判断模组是否上电开机成功2.AT+CFUN=1 //关闭飞行模式3.AT+CEREG? //判断PS域附着状态，第二个参数为1或5表示附着正常。
设置服务端IP或域名使用AT+MQTTCFG="host",0,"host_name",1883命令设置服务端IP或域名。其中，：服务端的IP或域名：1~2000字节字符串。LierdaX平台MQTT接入默认域名为：mqtt.xiot.senthink.com,1883。示例：AT+MQTTCFG="host",0,"mqtt.xiot.senthink.com",1883
设置客户端标识使用AT+MQTTCFG="clientid",,命令设置客户端标识 连接ID：取值0~2。 客户端标识符：字符串类型，1~128字节字符串。贤芯平台clientid可在设备详情页查看。

示例：AT+MQTTCFG="clientid",0,"ACF37***************EA9F3582"
连接服务端使用AT+MQTTCONN=,,,,命令连接服务端，在收到+MQTTCONNACK: 0,0,0 OK即已经成功连接上平台。 连接ID：取值0~2。SSL TCP连接使能：0：不采用；1：采用SSL TCP连接。will_flag 遗嘱标志，取值0或1：0：不带遗嘱；1：CONNECT报文带有遗嘱。 用户名：0~512字节的字符串。 密码：0~512字节的字符串。注：贤芯平台登录账号以及密码在创建设备时自动生成，可在设备详情页查看。示例：

AT+MQTTCONN=0,0,0,"5*******-********-8************3","7*******************AB2C2"

 

订阅MQTT消息

使用AT+MQTTSUB=,,,[,,]

[,,]命令订阅消息，已经订阅成功的消息可在平台上的设备topic列表查看。

< Link_ID > 连接ID：取值0~2。

 报文标识符：取值1~65535。

 主题名：0~512字节字符串。一次最多可订阅3个主题。

 订阅消息QOS等级：取值0~2。

示例：

AT+MQTTSUB=0,1,"/sys/5********/*********/86**********83/downlink",1

收←◆

+MQTTSUBACK: 0,1,0

OK

 

设备请求入网（Join）

设备上报的通用入网 Topic：/sys/device/join

设备在进行正式的数据通信之前，必须先向 IoT 平台请求入网。设备应主动与 IoT 平台建立 TCP Socket 链接。在成功建立链接后，设备必须向平台发送请求入网数据帧，以让平台为设备分配通信资源；否则平台将拒绝与设备进行通信。

请求入网数据帧使用的 Command 为 2；数据帧格式和内容如下所示：

{ "MessageId" : 1231,

"HeaderCtrl":2, //命令码

"Mode":0, //0:不加密, 1:加密

"Nonce":10, //1-128 随机数

"Payload":{

"OpenID":"E0C040B1",

"ProductID":"A4BC6002",

"NodeEui":"....", //设备标识

"ClientID":"....", //认证后返回的 ClientID "Type":0, //0:一型一密免注册，1：一型一密预注册，2：一机一密预注册

"Sign":"FE448731"

}

}

设备向 IoT 平台发起的入网请求数据帧中包含了Payload域，用于携带额外的信息。Payload域中包含的内容及说明如下所示：

平台收到入网请求后，根据当前产品类型是免注册还是预注册，重新计算 Sign 并与设备上报的 Sign 值进行对比，不同类型设备的 Sign 计算规则详见2.4小节。

平台收到设备的入网请求数据帧并成功认证设备身份后，会为该设备分配通信资源 ，然后使用同样的Command（2）响应设备。IoT平台返回Topic ：/sys/{openId}/{productId}/{deviceId}/downlink，响应设备入网请求的数据如下：

{ "HeaderCtrl":2, //命令码

"MessageId" : 1231,

"Mode":0, //0:不加密, 1:加密

"Nonce":10, //1-128 随机数

"Payload":{

"Code":0,

"SessionID":"4655434B"

}

}

Join指令的 Code 说明:对于设备请求入网指令（Join），Code 定义为平台回复设备的入网请求的响应码。

响应码定义如下表所示：

如果设备发送了入网请求，等待超时后没有收到平台的任何回复，则有可能是网络 问题导致数据丢失，建议检查网络并重试。只有响应码（Code）值为 0 的时候，响应数据中的 Payload 中所携带的 SessionID 才是 IoT 平台分配的有效的 SessionID：

设备成功入网后，IoT平台返回了 SessionID。设备需要使用入网安全密钥ProductKey和本次回复中的随机数Nonce来计算生成后续与 IoT平台进行通信过程中用于加密用户应用数据的密钥（SessionKey），计算方法如下描述（伪代码）：

加密方式：AES128_ECB_PKCS5Padding SessionKey = ENCRYPT( ProductKey , SessionID + Nonce); 

示例：

ProductKey ：A0 1A 24 79 67 25 73 DF 84 53 7D F4 C7 3D 3F CC

SessionID：46 55 43 4B

Nonce（123）：7B

则拼接结果为：46 55 43 4B 7B 加密运算结果为：40 8C 79 0F 85 BF 60 E6 D4 F1 C1 3C 6A 5C 4C 8B SessionKey = 408C790F85BF60E6D4F1C13C6A5C4C8B 

如果使用非加密模式进行应用数据的传输，则可以忽略此步骤，即不需要计算 SessionKey 的值。 

特别注意：设备的入网请求数据如果设置了Mode 为1，则平台会在设备心跳和设备数据上行时检查设备的SessionKey是否过期，如果平台监测到设备的SessionKey过期，则会主动更新设备SessionKey并下发给设备；如果入网请求数据设置了 Mode 位为 0，则平台不会检查设备的 SessionKey 是否过期。

入网sing值计算请参考文档《Lierda_NB860&MB960&MB260_Application_Notes_MQTT对接Lierda X平台》
 

备注：

设备每次与 IoT 平台建立新的 MQTT 链接后（首次连接或者断线重连），都必须向平台重新请求入网，否则平台将拒绝与设备进行通信。

 

数据交互

通过AT+MQTTPUB=,,,,,命令向平台发布消息。

 连接ID：取值0~2。

 报文标识符：取值1~65535。

 发布消息QOS等级：取值0~2。

 保留标志：取值0~1。

 主题名：0~512字节字符串。

 有效载荷：0~1500字节字符串。

示例：

AT+MQTTPUB=0,1,0,0,"/sys/5********/*********/86**********83/uplink","{ "MessageId" :

1231,"HeaderCtrl":4,"Mode":1,"Nonce":10,"Payload":"CB963****************EFE"}"

□

[1112.040]收←◆

[1112.060]收←◆

+MQTTPUBACK: 0,1,0

OK

[1113.680]收←◆

+MQTTRECV:0,8,1,0,/sys/5********/*********/86**********83/downlink,{"MessageId":1231,"HeaderCtrl":4,"Code":"200","Msg":"SUCCESS"}

+MQTTRECV:0,9,1,0,/sys/5********/*********/86**********83/uplink_ack,{"MessageId":1231,"HeaderCtrl":4,"Code":"200","Msg":"SUCCESS"}

设备上报数据可在运行日志中查看；下发透传数据可在在线调试中实现。

至此，我们已完成基于MQTT协议的端（Lierda NB860模组）到云（Lierda X平台）对接并实现数据交互功能。下一期我们将介绍NB860模组配合X平台进行云云对接快速上云，敬请期待。