协议开发说明

协议开发说明

平台封装了网络通信,但是具体的数据由消息协议进行解析.协议(ProtocolSupport)主要由认证器(Authenticator), 消息编解码器(DeviceMessageCodec),消息发送拦截器(DeviceMessageSenderInterceptor)以及配置元数据(ConfigMetadata)组成.

认证器

认证器(Authenticator)是用于在收到设备请求(例如MQTT)时,对客户端进行认证时使用,不同的网络协议(Transport)使用不同的认证器.

接口定义:

public interface Authenticator {
   /**
     * 对指定对设备进行认证
     *
     * @param request 认证请求
     * @param device  设备
     * @return 认证结果
     */
    Mono<AuthenticationResponse> authenticate(@Nonnull AuthenticationRequest request,
                                              @Nonnull DeviceOperator device);
    /**
     *  在MQTT服务网关中指定了认证协议时,将调用此方法进行认证。
     *  注意: 认证通过后,需要设置设备ID.{@link AuthenticationResponse#success(String)}
     * @param request  认证请求
     * @param registry 设备注册中心
     * @return 认证结果
     */
    default Mono<AuthenticationResponse> authenticate(@Nonnull AuthenticationRequest request,
                                                      @Nonnull DeviceRegistry registry) {
        return Mono.just(AuthenticationResponse.success());
    }
}

参数AuthenticationRequest为认证请求参数,不同的网络类型请求类型也不同,请根据实际情况转换为对应的类型,例如: MqttAuthenticationRequest mqttRequest = (MqttAuthenticationRequest)request;

参数DeviceOperator为对应的设备操作接口,可通过此接口获取设备的配置,例如:device.getConfig("mqttUsername").

返回值Mono<AuthenticationResponse>为认证结果.

例:

   Authenticator mqttAuthenticator =  (request, device) -> {
            MqttAuthenticationRequest mqttRequest = ((MqttAuthenticationRequest) request);
            return device.getConfigs("username", "password") //获取设备的配置信息,由配置元数据定义,在设备型号中进行配置.
                    .flatMap(values -> {
                        String username = values.getValue("username").map(Value::asString).orElse(null);
                        String password = values.getValue("password").map(Value::asString).orElse(null);
                        if (mqttRequest.getUsername().equals(username) && mqttRequest.getPassword().equals(password)) {
                            return Mono.just(AuthenticationResponse.success());
                        } else {
                            return Mono.just(AuthenticationResponse.error(400, "密码错误"));
                        }
                    });
        }

消息编解码器

用于将平台统一的消息(Message)与设备端能处理的消息(EncodedMessage)进行相互转换. 设备网关从网络组件中接收到报文后,会调用对应协议包的消息编解码器进行处理.

接口(DeviceMessageCodec)定义:

class DeviceMessageCodec{
  //此编解码器支持的网络协议,如: DefaultTransport.MQTT
  Transport getSupportTransport();
  //将平台发往设备的消息编码为设备端对消息
  Publisher<? extends EncodedMessage> encode(MessageEncodeContext context);
  //将设备发往平台的消息解码为平台统一的消息
  Publisher<? extends Message> decode(MessageDecodeContext context);
}

注意

方法返回值是响应式结果,根据情况返回Mono(单条消息)或者Flux(多条消息).

上下文

编码上下文类结构

class MessageEncodeContext{
    //获取当前设备操作接口,可通过此接口获取对应设备的配置等信息
    DeviceOperator getDevice();
    //平台下发的指令,具体请查看平台统一设备消息定义
    Message getMessage();
    //强制回复设备消息,在http等场景下,通过调用http api下发指令,然后直接调用此方法回复结果即可.
    Mono<Void> reply(Publisher<? extends DeviceMessage> replyMessage);
    //获取当前会话,需要将MessageEncodeContext强制转换为ToDeviceMessageContext
    DeviceSession getSession();
}

解码上下文类结构

class class MessageDecodeContext{
    //获取当前设备操作接口,可通过此接口获取对应设备的配置等信息
    DeviceOperator getDevice();
    //从网络组件中接收到的消息,不同的网络组件消息类型不同,
    //使用时根据网络方式强制转换为对应的类型.
    EncodedMessage getMessage();
}

注意

不同的网络协议需要转换为不同的EncodedMessage类型.比如,MQTT需要转换为MqttMessage.

大部分情况下:MessageDecodeContext可转为FromDeviceMessageContext,可获取到当前设备的连接会话DeviceSession,通过会话可以直接发送消息到设备.

EncodedMessage

从网络组件中接收到的消息,不同的网络组件消息类型不同。公共方法:

class EncodedMessage{
    //获取原始报文
    ByteBuf getPayload();
    //报文转为字符串
    String payloadAsString();
    //报文转为JSON对象
    JSONObject payloadAsJson();
    //报文转为JSON数组
    JSONArray payloadAsJsonArray();
    // 报文转为字节数组
    byte[] payloadAsBytes()
}

MQTT消息

class MqttMessage extends EncodedMessage{
    String getTopic();
    int getQos();
}

HTTP消息

如果是POST,PUT,PATCH等请求,EncodedMessage.getPayload即为请求体.

class HttpExchangeMessage{
    String getUrl();
    String getPath();
    HttpMethod getMethod();
    MediaType getContentType();
    //请求头
    List<Header> getHeaders();
    //url上的查询参数
    Map<String, String> getQueryParameters();
    //POST application/x-www-form-urlencoded时的请求参数
    Map<String, String> getRequestParam();
    //响应成功
    Mono<Void> ok(String msg);
    //响应失败
    Mono<Void> error(int status,String msg);
}

CoAP消息

CoapExchangeMessage{
    String getPath();
    CoAP.Code getCode();
    List<Option> getOptions();
    //响应请求
    void response(CoapResponseMessage message);
    //since 1.5 release
    void response(CoAP.ResponseCode code);
    //since 1.5 release
    void response(CoAP.ResponseCode code,byte[] body);
}

TCP,UDP消息

TCP和UDP 直接操作EncodedMessage中的方法即可

消息发送拦截器

使用拦截器可以拦截消息发送和返回的动作,通过修改参数等操作实现自定义逻辑,如: 当设备离线时,将消息缓存到设备配置中,等设备上线时再重发.

DeviceMessageSenderInterceptor{
     //发送前
      Mono<DeviceMessage> preSend(DeviceOperator device, DeviceMessage message);
     //发送后
      <R extends DeviceMessage> Flux<R> afterSent(DeviceOperator device, DeviceMessage message, Flux<R> reply);
}

在发送前,可以将参数DeviceMessage转为其他消息.

发送后,会将返回结果流Flux<R>传入,通过对该数据流对操作以实现自定义行为,如:忽略错误等.

配置元数据

配置元数据用于告诉平台,在使用此协议的时候,需要添加一些自定义配置到设备配置(DeviceOperator.setConfig)中. 在其他地方可以通过DeviceOperator.getConfig获取这些配置.

例如:

CompositeProtocolSupport support = new CompositeProtocolSupport();
support.setId("demo-v1");
support.setName("演示协议v1");
support.setDescription("演示协议");
support.setMetadataCodec(new JetLinksDeviceMetadataCodec()); //固定为JetLinksDeviceMetadataCodec,请勿修改.
DefaultConfigMetadata mqttConfig = new DefaultConfigMetadata(
            "MQTT认证配置"
            , "")
            .add("username", "username", "MQTT用户名", new StringType())
            .add("password", "password", "MQTT密码", new PasswordType())
            .add("productKey", "productKey", "产品密钥", new PasswordType(),DeviceConfigScope.product) //只有产品需要配置
            ;
//设置MQTT所需要到配置
 support.addConfigMetadata(DefaultTransport.MQTT, mqttConfig);

完整例子

演示协议 (opens new window)