AirCloud 协议：物联网设备数据上报实现与实操指南

物联网设备开发过程中，便捷实现云端接入、保障数据稳定传输是两大核心诉求。LuatOS 的 AirCloud 物联网云服务通信协议，可实现设备数据上报核心功能，还支持七类数据的定期或触发式上报。本文将解析该协议相关内容，同时提供模组开源示例、核心代码，以及配套的开发硬件与教程，为开发者实现设备快速上云与数据上报提供实操指引。

一、AirCloud数据上报功能

1.1、数据上报功能概述

数据上报是AirCloud的核心功能之一，允许设备将各种状态数据、传感器数据等信息定期或触发式地传输到云端平台，用于实现：

• 设备状态实时监控
• 传感器数据采集与分析
• 设备运行历史记录
• 基于数据的业务决策

1.2、支持的数据类型

AirCloud支持上报多种类型的数据，通过excloud扩展库的excloud.FIELD_MEANINGS常量定义，主要包括以下几大类：

• 传感器数据如：温度、湿度、酸碱度、颗粒物浓度、环境温度、电量计量等。
• 定位与运动数据如：GNSS经纬度、行驶速度、GNSS卫星信噪比、搜索到的卫星总数、航向角、方向角、定位方式标识等。
• 设备状态数据如：电池电压、4G信号强度、SIM卡ICCID、设备休眠模式、定时唤醒间隔等。
• 设备参数数据如：设备物理高度/宽度、转速、驻留小区、小区信息、元器件型号等。
• 软件与系统数据如：固件版本、系统错误信息、短信转发、来电转发等。
• 通用数据如：时间戳、无意义数据等。
• 控制与响应数据如：控制命令/回应、鉴权请求/回复等。

二、开源实例

针对各模组型号提供开源示例demo，并持续更新配套教程，开发者可以掌握AirCloud数据上报功能的使用方法。

以Air780EHV系列为例，可选用配套核心板或开发板实操验证。
Air780EHV 是 Air780Exx 系列的 4G Cat.1 全网通模组，有 3.3V/1.8V 两种 IO 电平版本，内置 ES8311 音频芯片，支持 VoLTE高清通话、TTS 语音合成等语音功能，外设接口丰富且支持 485、CAN、以太网等工业常用配置，支持低功耗，功耗最低3uA，仅支持 LuatOS 二次开发，适用于智能语音交互、工业物联网等低功耗物联网场景。

核心代码如下图示，完整demo详见源码仓库最新文件。

开发者可根据实际项目需求灵活配置连接参数，实现设备接入与数据上报。

本demo演示了excloud扩展库的完整使用流程，包括：

1. 设备连接与认证
2. 数据上报与接收
3. 运维日志管理
4. 文件上传功能
5. 心跳保活机制

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-- 导入excloud库
local excloud = require("excloud")
-- 注册回调函数
function on_excloud_event(event, data)
log.info("用户回调函数", event, json.encode(data))

if event == "connect_result" then
if data.success then
log.info("连接成功")
sys.publish("aircloud_connected")
else
log.info("连接失败: " .. (data.error or "未知错误"))
end
elseif event == "auth_result" then
if data.success then
log.info("认证成功")
else
log.info("认证失败: " .. data.message)
end
elseif event == "message" then
log.info("收到消息, 流水号: " .. data.header.sequence_num)

-- 处理服务器下发的消息
for _, tlv in ipairs(data.tlvs) do
log.info("TLV字段", "含义:", tlv.field, "类型:", tlv.type, "值:", tlv.value)

if tlv.field == excloud.FIELD_MEANINGS.CONTROL_COMMAND then
log.info("收到控制命令: " .. tostring(tlv.value))

-- 处理控制命令并发送响应
local response_ok, err_msg = excloud.send({
{
field_meaning = excloud.FIELD_MEANINGS.CONTROL_RESPONSE,
data_type = excloud.DATA_TYPES.UNICODE,
value = "命令执行成功"
}
}, false)

if not response_ok then
log.info("发送控制响应失败: " .. err_msg)
end
end
end
elseif event == "disconnect" then
log.warn("与服务器断开连接")
elseif event == "reconnect_failed" then
log.info("重连失败，已尝试 " .. data.count .. " 次")
elseif event == "send_result" then
if data.success then
log.info("发送成功，流水号: " .. data.sequence_num)
else
log.info("发送失败: " .. data.error_msg)
end

elseif event == "mtn_log_upload_start" then
log.info("运维日志上传开始", "文件数量:", data.file_count)

elseif event == "mtn_log_upload_progress" then
log.info("运维日志上传进度",
"当前文件:", data.current_file,
"总数:", data.total_files,
"文件名:", data.file_name,
"状态:", data.status)

elseif event == "mtn_log_upload_complete" then
log.info("运维日志上传完成",
"成功:", data.success_count,
"失败:", data.failed_count,
"总计:", data.total_files)
end

end

-- 注册回调
excloud.on(on_excloud_event)
-- 主任务函数
function excloud_task_func()
-- 如果当前时间点设置的默认网卡还没有连接成功，一直在这里循环等待
while not socket.adapter(socket.dft()) do
log.warn("excloud_task_func", "wait IP_READY", socket.dft())
-- 在此处阻塞等待默认网卡连接成功的消息"IP_READY"
-- 或者等待1秒超时退出阻塞等待状态;
-- 注意：此处的1000毫秒超时不要修改的更长；
-- 因为当使用exnetif.set_priority_order配置多个网卡连接外网的优先级时，会隐式的修改默认使用的网卡
-- 当exnetif.set_priority_order的调用时序和此处的socket.adapter(socket.dft())判断时序有可能不匹配
-- 此处的1秒，能够保证，即使时序不匹配，也能1秒钟退出阻塞状态，再去判断socket.adapter(socket.dft())
sys.waitUntil("IP_READY", 1000)
end
-- -- 配置excloud参数
local ok, err_msg = excloud.setup({
use_getip = true, -- 使用getip服务
device_type = 1,   -- 4G设备
-- auth_key = "Qqn2TH50319ELOuO0rhPgF5fOxNVNhNW",
transport = "udp",       -- 使用TCP传输
auto_reconnect = true,   -- 自动重连
reconnect_interval = 10, -- 重连间隔(秒)
max_reconnect = 5,       -- 最大重连次数
mtn_log_enabled = true,  -- 启用运维日志
mtn_log_blocks = 1,      -- 日志文件块数
mtn_log_write_way = excloud.MTN_LOG_ADD_WRITE  -- 追加写入方式
})

--不使用getip服务，注意把use_getip设置为false
-- local ok, err_msg = excloud.setup({
--     use_getip = false,                             -- 不使用getip服务
--     device_type = 1,                               -- 设备类型: 4G
--     host = "112.125.89.8",                         -- 服务器地址
--     port = 32585,                                  -- 服务器端口
--     auth_key = "Qqn2TH50319ELOuO0rhPgF5fOxNVNhNW", -- 鉴权密钥
--     transport = "tcp",                             -- 使用TCP传输
--     auto_reconnect = true,                         -- 自动重连
--     reconnect_interval = 10,                       -- 重连间隔(秒)
--     max_reconnect = 5,                             -- 最大重连次数
--     mtn_log_enabled = true                         -- 启用运维日志
-- })

-- 配置excloud参数，虚拟设备链接
-- local ok, err_msg = excloud.setup({
--     use_getip = true, --使用getip服务
--     device_type = 9,
--     auth_key = "Qqn2TH50319ELOuO0rhPgF5fOxNVNhNW",
--     virtual_phone_number = "15893470522",  -- 11位手机号
--     virtual_serial_num = 1,                -- 序列号（0-999）
--     transport = "tcp", -- 由于mqtt链接需要使用imei,虚拟设备没有,所以只能使用TCP传输
--     mtn_log_enabled = true
-- })

if not ok then
log.info("初始化失败: " .. err_msg)
return
end
log.info("excloud初始化成功")

-- 开启excloud服务
local ok, err_msg = excloud.open()
if not ok then
log.info("开启excloud服务失败: " .. err_msg)
return
end
log.info("excloud服务已开启")
-- 启动自动心跳，默认5分钟一次的心跳
excloud.start_heartbeat()
log.info("自动心跳已启动")

-- 启动3分钟一次的心跳，可配置自定义内容
-- excloud.start_heartbeat(180, {
--     { field_meaning = excloud.FIELD_MEANINGS.TIMESTAMP,
--     data_type = excloud.DATA_TYPES.INTEGER,
--     value = os.time() }
-- })

-- 停止自动心跳
--excloud.stop_heartbeat()
-- 记录启动日志
--excloud.mtn_log("system", "设备启动完成", "version", "1.0.0")
-- 获取并打印二维码信息
local qrinfo = excloud.get_qrinfo()
if qrinfo and qrinfo.url then
log.info("二维码URL:", qrinfo.url)
else
log.info("未获取到二维码信息")
end

-- 主循环：定期上报数据

while true do
-- 每30秒上报一次数据
sys.wait(30000)
-- 检查连接状态
local status = excloud.status()
if not status.is_connected then
log.warn("设备未连接，跳过数据上报")

else
-- 上报基础状态数据
local ok, err_msg = excloud.send({
{
field_meaning = excloud.FIELD_MEANINGS.SIGNAL_STRENGTH_4G,
data_type = excloud.DATA_TYPES.INTEGER,
value = 22  -- 信号强度
},
{
field_meaning = excloud.FIELD_MEANINGS.SIM_ICCID,
data_type = excloud.DATA_TYPES.ASCII,
value = "89860118801012345678"  -- SIM卡ICCID
},
{
field_meaning = excloud.FIELD_MEANINGS.TIMESTAMP,
data_type = excloud.DATA_TYPES.INTEGER,
value = os.time()
}
}, false)

if ok then
log.info("基础数据上报成功")
else
log.error("基础数据上报失败:", err_msg)
end
end
end
end

以上便是 AirCloud 数据上报的相关使用方法与核心要点，今天就分享到这里了！

审核编辑 黄宇