如何使用 NB-Iot + Arduino 通过MQTT协议上传数据至阿里云平台

有很多通信模块只有TCP功能，没有MQTT功能，比如WIFI，W5500等模块，还有一些NBIOT模块，但是又想连接阿里云物联网平台，官方提供了 *** 作系统，需要自己移植，很麻烦，比较难看得懂。就在想有没有一些简单一定的方法。
心想MQTT是基于TCP的，能否使用TCP转MQTT？因此就想使用TCP协议然后转MQTT协议连接阿里云物联网平台，经过试验证明是可以的。
首先我们先分析一下如何登陆接入Onenet平台。
先从它数据格式开始分析。首先我们要从后台取出三个信息，我们以这个为例。
我们把产品ID，设备名称，设备秘钥，简称三要素 (具体是什么看你自己的设备)
其实阿里云物联网平台的MQTT协议用的就是标准的，不过它加入了自己的认证方式。
MQTT协议需要上传四个参数，报活时间，clientID，用户名，密码。
那么阿里云的就在clientID，用户名，密码做了手脚。
clientID比较长，按照一定的格式
用户名：设备名和秘钥组成
密码：使用了加密串进行了加密，有sha1或者MD5加密方式
下面我们来介绍一下
MQTT接入都是发十六进制的数据。
么我们发送的时候就是这样子的一串数据
0x74 0x00 0x04 0x4d 0x51 0x54 0x54 0x04 0xC0 0078 0033 0x61 0x62 0x63 0x7c 0x73 0x65 0x63 0x75 0x72 0x65 0x6d 0x6f 0x64 0x65 0x3d 0x33 0x2c 0x73 0x69 0x67
0x6e 0x6d 0x65 0x74 0x68 0x6f 0x64 0x3d 0x68 0x6d 0x61 0x63 0x73 0x68 0x61 0x31 0x2c 0x74 0x69 0x6d 0x65 0x73 0x74 0x61 0x6d 0x70 0x3d 0x31 0x32 0x30 0x7c 0009
0x35 0x36 0x37 0x38 0x26 0x31 0x32 0x33 0x34 0028 0x32 0x32 0x32 0x37 0x35 0x30 0x44 0x45 0x44 0x46 0x45 0x34 0x46 0x37 0x37 0x34 0x30 0x30 0x32 0x45 0x45 0x38 0x37 0x45 0x45 0x44 0x32 0x39 0x43 0x46 0x44 0x30 0x36 0x33 0x38 0x43 0x35 0x46 0x36 0x36
十六进制解释
数据长度：0x74
协议数据长度 0x00 0x04
协议类型： 0x4d 0x51 0x54 0x54
协议数据： 0x04 0xC0
keepAlive数据:0078
ClientID长度:0033
ClientID: 0x61 0x62 0x63 0x7c 0x73 0x65 0x63 0x75 0x72 0x65 0x6d 0x6f 0x64 0x65 0x3d 0x33 0x2c 0x73 0x69 0x67 0x6e 0x6d 0x65 0x74 0x68 0x6f 0x64 0x3d 0x68 0x6d 0x61 0x63 0x73 0x68 0x61 0x31 0x2c 0x74 0x69 0x6d 0x65 0x73 0x74 0x61 0x6d 0x70 0x3d 0x31 0x32 0x30 0x7c
用户名:0009
用户名: 0x35 0x36 0x37 0x38 0x26 0x31 0x32 0x33 0x34
密码长度：0028
密码: 0x32 0x32 0x32 0x37 0x35 0x30 0x44 0x45 0x44 0x46 0x45 0x34 0x46 0x37 0x37 0x34 0x30 0x30 0x32 0x45 0x45 0x38 0x37 0x45 0x45 0x44 0x32 0x39 0x43 0x46 0x44 0x30 0x36 0x33 0x38 0x43 0x35 0x46 0x36 0x36复制代码上面的就是连接服务器的连接包
下面呢，我们来做个发布包(上传数据到服务器)
0x30 0x1D 0009 2f7379732f706f7374 0x7b 0x70 0x61 0x72 0x61 0x6d 0x73 0x3a 0x7b 0x74 0x65 0x6d 0x70 0x3a 0x31 0x30 0x7d 0x7d
十六进制数据解释
数据头：0x30
数据长度：0x1D
TopicName数据长度：0009
TopicName数据内容：2f7379732f706f7374
主体json数据: 0x7b 0x70 0x61 0x72 0x61 0x6d 0x73 0x3a 0x7b 0x74 0x65 0x6d 0x70 0x3a 0x31 0x30 0x7d 0x7d复制代码以上就是连接阿里云的数据包格式及发布数据的格式，由于时间问题没有做订阅的数据包分析，下一次更新订阅的内容。

Arduino的IDE基本上都是以C语言为基础，实现C语言大部份的功能。因其开源第三方库(open source 3rd-party library)的丰富(如>

要做一个偏远地区的物联网控制应用，考虑了多种通信方式，据我所知总共也就这几种：有线，WIFI，GPRS。其余的什么MQTT，XBEE，RFID等等也离不开网络，或者可以这样设计：用RFID做设备间信息传输，然后部署一台另外的设备负责把最终信息存储设备的信息通过网络发送到服务端，这样能减少一些联网设备，不过感觉意义不大。

首先是第一个坑 ，现在arduino gprs设备几乎都是使用的2G通信，而运营商的2G通道渐渐都关闭了，会伴随着速度缓慢，信号丢失，无反应等各种情况，所以有时候写出来程序调试半天发现是通信的问题，直接让人怀疑选型gprs是个错误，这时候就要在通信程序中加入各种判断，考虑各种情况，工作量大幅上升。

去V2EX发帖吐槽，总结了网友给出消息：摩拜单车锁用的通信方式是移动定制的4G物联网流量卡，公路上的抓拍摄像头使用的是有线连接，自动货物出售机普遍采用4G物联网卡，远洋船舶通信是卫星信号，流量费贵出天际。总之GPRS通信处于被淘汰的边缘了。

应该有人问，那为什么不选4G？一个字：“穷”，arduino官方有支持2G/3G/4G的模块，一个将近900元，在硬件领域，有时候1分钱都要比较，不是斤斤计较，因为大量的设备意味着造价数量级的升高，同样能给出解决方案，老板肯定会选择报价低的。自己做？我反正做不出。

第二个坑 ，arduino gprs通信模块便宜的有A6，SIM800，SIM900，这些模块发送一个>

Arduino 物联网的应用有很多实现方式，介绍一种简单的利用yeelink平台的方法。
1 先到yeelinknet根据注册要求，弄到属于你的API KEY（这个key负责把你和别人上传的数据区别开）。
2建立传感器的ID，并取得你的传感器所对应的URL地址。
3 把你的arduino接上传感器，并在获得传感器数据后，增加这样两行
serialprint("yeelink:");
serialprintln(传感器读数);
4打开Serial2yeelink工具，填入arduino的波特率，传感器url，api-key，点击connect。

注意，这种方法实际上是通过电脑做了中转，Serial2yeelink 把接收到的数据发送到了物联网。

Arduino既是硬件又是软件。Arduino硬件是一种基于AVR或ARM微控制器的开源电子开发板，其中包括了数字和模拟输入/输出引脚、USB接口、电源接口等硬件模块。Arduino软件是官方提供的Arduino IDE开发环境，用于编写、编译和上传Arduino程序到硬件板上，支持多种编程语言，如C++。Arduino IDE软件也是开源的，可以在官网上免费下载。因此，Arduino是一种同时包括硬件和软件的开源电子开发平台。

开源硬件一：Arduino 单片机
Arduino 最初是一款基于AVR单片机设计的，是对 avr-gcc库的二次封装，使用者即使没有相关的学习经历也能够快速上手，深受广大电子爱好者的喜爱。
同时，Arduino的硬件原理图、电路图、IDE软件及核心库文件都是开源的，在开源协议范围内里可以任意修改原始设计及相应代码。如果你引用设计，必须声明Arduino团队的贡献。如果调整或改动了电路板，那么最新设计也必须使用相同或类似的许可协议，保证新的Arduino电路板也会一样得到开源。
基于Arduino,又衍生出了非常多的开源硬件产品，如被现在广泛采用的FDM堆积成型3D打印技术控制板RAMPS及其相关程序固件Marlin还有基于Arduino的3D打印控制板等。
开源硬件二：
树莓派（Raspberry Pi）
树莓派是一款基于ARM的微型电脑，可以运行如Ubuntu等Linux系统，随着硬件的更迭换代，现在的树莓派已经是一款拥有4GBRAM,15Ghz运行的64位四核处理器的微型电脑硬件产品了，24/50 Ghz 双频无线LAN，蓝牙50/BLE，千兆以太网，USB30，和PoE功能，2012年推出以来全球销量已达1250万块，成为世界第三大的计算平台。
因为树莓派其开源的特点，广大爱好者组成的社区，为这款微型电脑带来了无限的拓展以及想象力，各种基于树莓派的设计层出不穷，可以说，正是其开源的特点为其带来广泛的人气。
开源硬件三：ESP8266
这是一款开源硬件WiFi模块，其芯片不紧集成了WiFi模块，还包含了一个32位的单片机，同时模块小巧，很容易嵌入到各种设备中，并且可以通过GPIO控制设备，其有点让它立刻在物联网设计中占有一席之地。基于其衍生的NodeMCU，其使用Lua语言进行编程，更是受到广大开发者的欢迎。
除了以上常见的开源硬件产品，近些年还有中国电子学会现代教育技术分会创客教育专家委员会支持开发的一款具有中国特色的开源硬件虚谷号等。
虚谷号是一款面向人工智能教学和Python编程学习的中国原创开源硬件，板内集成了高性能处理器和通用单片机，内置多功能扩展接口和多种通信接口，为人工智能和Python编程教学提供了完整的课程资源包。

物联网正以前所未有的速度肆虐。在我们向您介绍物联网（IoT）开源开发工具之前，您还应该先了解其他一些内容。随着IT部门对Gartner和思科等公司的预测所产生的炒作进行了大肆宣传，声称到2020年底，物联网将连接超过500亿台设备，突然间每个人都想成为物联网的一部分。嗯，难怪你也期待成为一个价值19万亿美元的行业的一部分。

物联网开源开发工具普及的原因是用户社区。该社区希望拥有利用消费者技术设备的开放市场，而不是由单一供应商主导。开源的另一个原因是提供一个生态系统，其中开发的 物联网设备和应用程序 可以无需麻烦和许多努力进行集成。最后开源意味着您的设备或应用程序可以支持众多供应商，因为您不会为任何特定供应商开发代码。

物联网（IoT）开源开发工具大多是由早期在物联网领域开发的开源社区开发的。您可以比以前更快地部署使用这些工具的 IoT应用程序 。如果您 开始构建您的第一个物联网应用程序， 那么这个开源工具指南专门为您服务。

在这里，我们列出了100个最广泛使用和可靠的 开源工具，用于开发物联网应用程序 。我已尽力包括物联网硬件平台，开发工具，软件，集成工具， *** 作系统和监控工具。

现在所有上面列出的开发工具都非常用户友好，但在您选择这些工具之前，我们建议您在此处查看完整的配置文件

开发任何物联网应用程序最重要的部分是选择合适的硬件平台。开始使用像Arduino Yun这样的简单平台来升级到UDOO，这完全取决于应用程序的资源需求。以下是可供选择的 最佳物联网硬件平台

我们建议您在从以下列出的任何软件中做出选择之前， 如何选择家庭自动化系统。

43 Eclipse SmartHome

44 Home Gateway Initiative (HGI)( Home Automation)

45 Ninja Blocks

46 openHAB

47 PrivateEyePi

48 RaZberry

49 The Thing System

许多首次使用 物联网的应用程序开发人员都 低估了选择正确的中间件的重要性。中间件是一种能够在所有不同组件之间实现顺畅通信的机制。

简单来说，“中间件”便于“互联网”和“物联网”之间的通信。

根据您的需要从以下选择正确的中间件：

选择合适的硬件平台后，就可以为您的应用选择合适的物联网 *** 作系统了。选择应基于应用程序级别，API要求和硬件需求。以下是可供选择的 顶级物联网 *** 作系统 。

物联网开源工具列表中的下一个是将有兴趣选择的集成平台。下面列出了一些目前可用的最佳物联网集成工具。

最后，您正处于为物联网应用选择正确的通信平台的阶段。以下是建议：

物联网开源资源

最后，如果您需要任何专门资源的参考，您可能想看看下面列出的那些。

我已尽最大努力找到这100个物联网开源工具和资源列表。如有更好的，请随时在下面留下您的评论。

这个其实是在一块板子上集成了arduino和一个小型的linux系统，自带wifi模块，wifi通信的工作由linux来做，传感器的数据采集由arduino来做，他俩之间的数据交互通过Bridge库来做。不过板子较贵，大概480左右。意大利原产。适合玩，你需要学习的就是去官网看这款板子的文档，买一些杜邦线和传感器，选择一个物联网云平台，用来测试采集和传输数据！

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