XMPP在物联网设备中的应用与实现

### XMPP在物联网设备中的应用与实现 在物联网（IoT）的应用场景中，XMPP（可扩展消息与存在协议）协议发挥着重要作用，它为不同设备之间的通信和互操作性提供了有效的解决方案。本文将详细介绍如何为不同的物联网设备添加XMPP支持，以及相关的操作步骤和代码示例。 #### 1. 添加XMPP支持到执行器 为执行器添加XMPP支持与传感器项目类似，不过执行器会将自己注册为“LearningIoT - Actuator”。添加传感器服务器接口的方式与传感器项目大致相同，但字段名称、类型和瞬时值有所不同。 执行器使用的合约代码如下： ```csharp xmppInteroperabilityServer = new XmppInteroperabilityServer ( xmppClient, "XMPP.IoT.Actuator.DigitalOutputs", "XMPP.IoT.Security.Alarm", "Clayster.LearningIoT.Actuator.DO1 - 8"); ``` ##### 1.1 添加控制器服务器接口 XMPP扩展XEP - 0325规定了如何使用XMPP协议在物联网中执行控制操作。我们可以使用`XmppControlServer`类来实现这一扩展。在创建XMPP客户端和配置服务器后，我们需要创建`XmppControlServer`类的实例。构造函数需要一个控制参数列表，每个控制参数由以下参数定义： - 底层值的数据类型 - 控制参数的名称 - 当前值 - 读取参数时调用的回调方法委托 - 设置参数时调用的回调方法委托 - 标题字符串 - 工具提示字符串 - 可能的范围 创建控制服务器的代码如下： ```csharp xmppControlServer = new XmppControlServer ( xmppClient, xmppProvisioningServer, new BooleanControlParameter ("Digital Output 1", () => wsApi.GetDigitalOutput (1), (v) => wsApi.SetDigitalOutput (1, v), "Digital Output 1:", "State of digital output 1."), ..., new BooleanControlParameter ("Digital Output 8", () => wsApi.GetDigitalOutput (8), (v) => wsApi.SetDigitalOutput (8, v), "Digital Output 8:", "State of digital output 8."), new BooleanControlParameter ("State", () => wsApi.GetAlarmOutput (), (v) => wsApi.SetAlarmOutput (v), "Alarm Output:","State of the alarm output."), new Int32ControlParameter ("Digital Outputs", () => (int)wsApi.GetDigitalOutputs (), (v) => wsApi.SetDigitalOutputs ((byte)v), "Digital Outputs:", "State of all digital outputs.", 0, 255)); ``` #### 2. 添加XMPP支持到相机 为相机添加XMPP支持也相对简单，相机将注册为“LearningIoT - Camera”。此前相机仅通过UPnP在局域网中工作，由于UPnP基于HTTP，只要确保激活HTTP over XMPP支持，相机图像就能通过XMPP自动可用。 我们还需要提供一个带有事件基础设施的传感器接口，最简单的方法是将相机转换为传感器，并将相应的相机参数作为传感器数据字段进行报告。具体实现与传感器项目类似，感兴趣的读者可查看项目的可下载源代码。 #### 3. 添加XMPP支持到控制器 控制器项目与之前的项目不同，它将作为其他三个项目的客户端。控制器需要在事物注册表中注册自己（使用“LearningIoT - Controller”模型名称），并在适用的情况下使用配置服务，以便配置服务器可以通过推荐设备之间的好友关系来连接所有设备。 ##### 3.1 设置传感器客户端接口 获取传感器的JID后，我们可以使用`XmppSensorClient`类请求或订阅传感器数据： ```csharp xmppSensorClient = new XmppSensorClient (xmppClient); ``` ##### 3.2 订阅传感器数据 我们可以通过以下代码订阅传感器的光照和运动字段值，并指定光照变化1%或运动状态改变时接收信息： ```csharp private static void InitSensor (string Jid) { xmppSensorClient.SubscribeData (-1, Jid, ReadoutType.MomentaryValues, null, new FieldCondition[] { FieldCondition.IfChanged ("Light", 1), FieldCondition.IfChanged ("Motion", 1) }, null, null, new Duration (0, 0, 0, 0, 1, 0), true, string.Empty, string.Empty, string.Empty,NewSensorData, null); } ``` 订阅调用的参数如下： | 参数 | 说明 | | ---- | ---- | | 可选序列号（-1） | 用于标识订阅 | | 传感器的JID | 传感器的唯一标识符 | | 所需字段类型 | 例如瞬时值 | | 要读取的底层节点（null） | 传感器不是集中器时为null | | 带有可选条件的字段集 | 如光照和运动的变化条件 | | 订阅的历史数据的可选最大年龄（null） | 不订阅历史数据时为null | | 可选最小间隔时间（null） | 设置消息发送的最快速度限制 | | 可选最大间隔时间（1分钟） | 确保至少每隔该时间接收一次消息 | | 是否需要立即请求（true） | 订阅接受后立即发送传感器数据 | | 代表服务、设备和单元的安全令牌三元组 | 用于扩展标识或转发请求者身份，此处为空字符串 | | 接收到传感器数据时调用的回调方法 | 处理接收到的数据 | | 传递给回调方法的状态对象 | 可选参数 | 如果只需要一次数据，可以使用`RequestData`方法，它接受类似的参数。 ##### 3.3 处理传入的传感器数据 传感器数据在传递给回调方法之前会被正确解析，可通过以下代码处理： ```csharp private static void NewSensorData (object Sender,SensorDataEventArgs e) { FieldNumeric Num; FieldBoolean Bool; if (e.HasRecentFields) { foreach (Field Field in e.RecentFields) { if (Field.FieldName == "Light" && (Num = Field as FieldNumeric) != null && Num.Unit == "%" && Num.Value >= 0 && Num.Value <= 100) lightPercent = Num.Value; else if (Field.FieldName == "Motion" && (Bool = Field as FieldBoolean) != null) motion = Bool.Value; hasValues = true; CheckControlRules (); } } } ``` ##### 3.4 设置控制器客户端接口 使用`XmppControlClient`类与执行器进行通信： ```csharp xmppControlClient = new XmppControlClient (xmppClient); ``` 控制参数可以通过控制表单或单个参数设置操作来完成。在初始化执行器接口时，我们可以请求控制表单： ```csharp private static void InitActuator (string Jid) { xmppControlClient.GetForm (Jid, ControlFormResponse, Jid); } ``` 处理响应的代码如下： ```csharp private static void ControlFormResponse (object Sender, ```