C#连接华为云平台IoTDA

需求
前期准备
具体设计
- 代码目录简述：
- 工程配置参数
具体程序
- App.config
- 主程序
- - 连接服务器
  - 接收到消息
  - 消息发布回调
  - 服务器连接成功
  - 断开服务器连接
- 格式
运行界面
后续

需求

我们在平时的物联网开发中，往往需要用到云平台来收发数据。而光有云平台往往是不行的，我们还需要有上位机。那么怎样通过上位机连接到云平台，并且收发数据呢？本文将介绍如何通过C#编写的上位机和华为云平台通过物联网最常用MQTT协议进行连接并收发数据。介绍设备通MQTTS/MQTT协议接入平台，通过平台接口实现“数据上报”、“命令下发”的功能。

前期准备

VS2019
华为云平台

具体设计

代码目录简述：

App.config：Server地址和设备信息配置文件
C#：项目C#代码；
EncryptUtil.cs：设备密钥加密辅助类；
FrmMqttDemo.cs：窗体界面；
Program.cs：Demo程序启动入口。
dll：项目中使用到了第三方库
MQTTnet：v3.0.11，是一个基于 MQTT 通信的高性能 .NET 开源库，它同时支持MQTT 服务器端和客户端，引用库文件包含MQTTnet.dll。
MQTTnet.Extensions.ManagedClient：v3.0.11，这是一个扩展库，它使用MQTTnet为托管MQTT客户机提供附加功能。

工程配置参数

App.config：需要配置服务器地址、设备ID和设备密钥，用于启动Demo程序的时
候，程序将此信息自动写到Demo主界面。

<add key="serverUri" value="serveruri"/>
<add key="deviceId" value="deviceid"/>
<add key="deviceSecret" value="secret"/>
<add key="PortIsSsl" value="8883"/>
<add key="PortNotSsl" value="1883"/>

具体程序

App.config

本文件中存放的是Server地址和设备信息配置文件，我们每个人的程序主要的不同就是这个文件，虽然后面也可以在运行的时候改，但最好提前写入。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<configuration><configSections></configSections><startup> <supportedRuntime version="v4.0" sku=".NETFramework,Version=v4.5.2"/></startup><appSettings><add key="serverUri" value="iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com"/><add key="deviceId" value="自己的设备ID"/><add key="deviceSecret" value="自己的设备密钥"/><add key="portIsSsl" value="8883"/><add key="portNotSsl" value="1883"/><add key="language" value="zh-CN"/></appSettings>
</configuration>

我们将自己的自己的设备ID和自己的设备密钥填入其中，选择相应的语言，最好填中文，毕竟看的方便。

主程序

连接服务器

             try{int portIsSsl = int.Parse(ConfigurationManager.AppSettings["portIsSsl"]);int portNotSsl = int.Parse(ConfigurationManager.AppSettings["portNotSsl"]);if (client == null){client = new MqttFactory().CreateManagedMqttClient();}string timestamp = DateTime.Now.ToString("yyyyMMddHH");string clientID = txtDeviceId.Text + "_0_0_" + timestamp;// 对密码进行HmacSHA256加密string secret = string.Empty;if (!string.IsNullOrEmpty(txtDeviceSecret.Text)){secret = EncryptUtil.HmacSHA256(txtDeviceSecret.Text, timestamp);}// 判断是否为安全连接if (!cbSSLConnect.Checked){options = new ManagedMqttClientOptionsBuilder().WithAutoReconnectDelay(TimeSpan.FromSeconds(RECONNECT_TIME)).WithClientOptions(new MqttClientOptionsBuilder().WithTcpServer(txtServerUri.Text, portNotSsl).WithCommunicationTimeout(TimeSpan.FromSeconds(DEFAULT_CONNECT_TIMEOUT)).WithCredentials(txtDeviceId.Text, secret).WithClientId(clientID).WithKeepAlivePeriod(TimeSpan.FromSeconds(DEFAULT_KEEPLIVE)).WithCleanSession(false).WithProtocolVersion(MqttProtocolVersion.V311).Build()).Build();}else{string caCertPath = Environment.CurrentDirectory + @"\certificate\rootcert.pem";X509Certificate2 crt = new X509Certificate2(caCertPath);options = new ManagedMqttClientOptionsBuilder().WithAutoReconnectDelay(TimeSpan.FromSeconds(RECONNECT_TIME)).WithClientOptions(new MqttClientOptionsBuilder().WithTcpServer(txtServerUri.Text, portIsSsl).WithCommunicationTimeout(TimeSpan.FromSeconds(DEFAULT_CONNECT_TIMEOUT)).WithCredentials(txtDeviceId.Text, secret).WithClientId(clientID).WithKeepAlivePeriod(TimeSpan.FromSeconds(DEFAULT_KEEPLIVE)).WithCleanSession(false).WithTls(new MqttClientOptionsBuilderTlsParameters(){AllowUntrustedCertificates = true,UseTls = true,Certificates = new List<X509Certificate> { crt },CertificateValidationHandler = delegate { return true; },IgnoreCertificateChainErrors = false,IgnoreCertificateRevocationErrors = false}).WithProtocolVersion(MqttProtocolVersion.V311).Build()).Build();}Invoke((new Action(() =>{ShowLogs($"{"try to connect to server " + txtServerUri.Text}{Environment.NewLine}");})));if (client.IsStarted){await client.StopAsync();}// 注册事件client.ApplicationMessageProcessedHandler = new ApplicationMessageProcessedHandlerDelegate(new Action<ApplicationMessageProcessedEventArgs>(ApplicationMessageProcessedHandlerMethod)); // 消息发布回调client.ApplicationMessageReceivedHandler = new MqttApplicationMessageReceivedHandlerDelegate(new Action<MqttApplicationMessageReceivedEventArgs>(MqttApplicationMessageReceived)); // 命令下发回调client.ConnectedHandler = new MqttClientConnectedHandlerDelegate(new Action<MqttClientConnectedEventArgs>(OnMqttClientConnected)); // 连接成功回调client.DisconnectedHandler = new MqttClientDisconnectedHandlerDelegate(new Action<MqttClientDisconnectedEventArgs>(OnMqttClientDisconnected)); // 连接断开回调// 连接平台设备await client.StartAsync(options);}catch (Exception ex){Invoke((new Action(() =>{ShowLogs($"connect to mqtt server fail" + Environment.NewLine);})));}

接收到消息

Invoke((new Action(() =>{ShowLogs($"received message is {Encoding.UTF8.GetString(e.ApplicationMessage.Payload)}{Environment.NewLine}");string msg = "{\"result_code\": 0,\"response_name\": \"COMMAND_RESPONSE\",\"paras\": {\"result\": \"success\"}}";string topic = "$oc/devices/" + txtDeviceId.Text + "/sys/commands/response/request_id=" + e.ApplicationMessage.Topic.Split('=')[1];ShowLogs($"{"response message msg = " + msg}{Environment.NewLine}");var appMsg = new MqttApplicationMessage();appMsg.Payload = Encoding.UTF8.GetBytes(msg);appMsg.Topic = topic;appMsg.QualityOfServiceLevel = int.Parse(cbOosSelect.SelectedValue.ToString()) == 0 ? MqttQualityOfServiceLevel.AtMostOnce : MqttQualityOfServiceLevel.AtLeastOnce;appMsg.Retain = false;// 上行响应client.PublishAsync(appMsg).Wait();})));

消息发布回调

 try{if (e.HasFailed){Invoke((new Action(() =>{ShowLogs("publish messageId is " + e.ApplicationMessage.Id + ", topic: " + e.ApplicationMessage.ApplicationMessage.Topic + ", payload: " + Encoding.UTF8.GetString(e.ApplicationMessage.ApplicationMessage.Payload) + " is published fail");})));}else if (e.HasSucceeded){Invoke((new Action(() =>{ShowLogs("publish messageId " + e.ApplicationMessage.Id + ", topic: " + e.ApplicationMessage.ApplicationMessage.Topic + ", payload: " + Encoding.UTF8.GetString(e.ApplicationMessage.ApplicationMessage.Payload) + " is published success");})));}}catch (Exception ex){Invoke((new Action(() =>{ShowLogs("mqtt demo message publish error: " + ex.Message + Environment.NewLine);})));}

服务器连接成功

        Invoke((new Action(() =>{ShowLogs("connect to mqtt server success, deviceId is " + txtDeviceId.Text + Environment.NewLine);btnConnect.Enabled = false;btnDisconnect.Enabled = true;btnPublish.Enabled = true;btnSubscribe.Enabled = true;})));

断开服务器连接

        try {Invoke((new Action(() =>{ShowLogs("mqtt server is disconnected" + Environment.NewLine);txtSubTopic.Enabled = true;btnConnect.Enabled = true;btnDisconnect.Enabled = false;btnPublish.Enabled = false;btnSubscribe.Enabled = false;})));if (cbReconnect.Checked){Invoke((new Action(() =>{ShowLogs("reconnect is starting" + Environment.NewLine);})));//退避重连int lowBound = (int)(defaultBackoff * 0.8);int highBound = (int)(defaultBackoff * 1.2);long randomBackOff = random.Next(highBound - lowBound);long backOffWithJitter = (int)(Math.Pow(2.0, retryTimes)) * (randomBackOff + lowBound);long waitTImeUtilNextRetry = (int)(minBackoff + backOffWithJitter) > maxBackoff ? maxBackoff : (minBackoff + backOffWithJitter);Invoke((new Action(() =>{ShowLogs("next retry time: " + waitTImeUtilNextRetry + Environment.NewLine);})));Thread.Sleep((int)waitTImeUtilNextRetry);retryTimes++;Task.Run(async () => { await ConnectMqttServerAsync(); });}}catch (Exception ex){Invoke((new Action(() =>{ShowLogs("mqtt demo error: " + ex.Message + Environment.NewLine);})));}

格式

设备端上传到云平台
Topic：$oc/devices/{device_id}/sys/properties/report
数据格式：

数据格式：
{"services": [{"service_id": "Temperature","properties": {"smoke": 57,"temperature": 60,"humidity":78.37673},"event_time": "20151212T121212Z"}]
}

运行界面

当我发送如下数据时：

{"services": [{"service_id": "BS","properties": {"smoke": 57,"temperature": 60,"humidity":78.37673},"event_time": "20151212T121212Z"}]
}

后续

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编写不易，感谢支持。

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