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使用EMQX与Shifu实现设备联动

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EMQX 是一个在世界范围内非常受欢迎的 MQTT Broker。它拥有基于 Kubernetes 的云原生架构，使得自身能力极为适合当今越来越复杂的物联网场景，让设备消息的传输更为高效。因此，Shifu 作为 Kubernetes 原生的框架，可以与 EMQX 完美结合，为 EMQX 提供智能的多协议设备联动的能力。

简介​

本文将介绍如何在集群内部署 EMQX 和 Shifu，接入一个以 MQTT 为通信方式的温度计和一个以 RTSP 为传输协议的海康威视摄像头，并加入一个应用与 Shifu 进行交互，使得每次温度计检测到超过37度的体温就会让摄像头拍下一张当前照片。

本文使用的简单架构如下：

准备​

本文使用了如下服务和工具：

  1. Kubernetes: 1.20.10
    • kubectl
    • kubeadm
    • kubelet
  2. Golang: 1.16.10
  3. Docker: 19.03.9
  4. EMQX: 4.1-rc1

第一步 部署Kubernetes​

本步可以参考 Kubernetes 的官方教程进行部署：

https://kubernetes.io/docs/setup/

在部署完成后我们应当看到终端打印出如下信息：

第二步 部署Shifu​

将 Shifu 的 GitHub仓库 克隆到本地：

git clone https://github.com/Edgenesis/shifu.git

然后可以通过下列命令部署 Shifu：

kubectl apply -f shifu/pkg/k8s/crd/install/shifu_install.yml

部署完成后我们应当看到 Shifu 的 CRD controller 已经完成部署：

第三步 部署EMQX​

首先需要安装 EMQX Operator Controller：

$ curl -f -L "https://github.com/emqx/emqx-operator/releases/download/1.1.6/emqx-operator-controller.yaml" | kubectl apply -f -

接着我们写一个最简单的 deployment.yaml：

然后就可以部署一个 EMQX 了：

kubectl apply –f deployment.yaml

第四步 接入设备​

对于温度计，我们只需要调整它的 MQTT 设置，让其可以向 EMQX 发布 MQTT 信息即可。

（如果是集群外的温度计，我们可以通过 Kubernetes Service 来开放 External IP 供访问）

对于摄像头，Shifu 的仓库已经包括一个使用 RTSP 的海康威视摄像头的配置文件，我们可以轻松更改配置文件中的IP、用户名、密码，将它接入 Shifu：

至此，我们的设备已经连接完毕，下面就可以开始联动了。

联动应用​

我们简单写一个 Python 应用，用来实现下面的逻辑：

该应用向 EMQX 订阅 temperature-shifu-mqtt 的消息，每次消息都只包括一个表示当前温度的数字；如果当前温度大于37度，则操作摄像头拍摄一张照片并保存在本地。

以下是应用代码：

加个 capture function 封装所有摄像头的动作。接着我们就可以将其部署到集群中，开始监视了：

python3 app.py 10.244.0.33

总结​

本文描述了如何让 EMQX 为 Shifu 赋予更高效的 MQTT Broker 能力，同时让Shifu 与 MQTT 合作为设备提供联动能力。在现实的应用场景之中，我们可以使用一个仅需一百余元的的红外温度计+摄像头组合，来代替数千元且表现并不稳定的测温摄像头，在大规模部署的情况下节省巨额成本。