3. Node-RED

Node-RED是IBM开发的一个开源项目,本来是为了满足工程师快速连接硬件和设备到Web服务和其他软件的需求。因为编程简单,流程清晰得到好评,并很快发展成为一种通用的物联网编程工具。 Node-RED与Scratch的编程思想相近,通过节点块(Node)完成基础代码的编写,而节点间数据的传递则通过连线来创建数据流(Flows)。Node-RED提供了一系列支持服务器及物联网的接口,能在传感器、服务器、路由器等设备间建模大量应用程序功能,简化了整体项目的开发。只需要简单修改节点中的参数,就能够让学生搭建出一个小有规模的客户端。

3.1. Node-RED的安装

进入Node.js官网,跳转至下载界面。

http://nodejs.cn/download/

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在该界面中选择相应的操作系统,下载.msi文件,运行后就能完成Node.js的安装,Node.js是用于运行JavaScript的网页编辑运行器,而Node-RED则是在其基础之上建立的。

在完成了Node.js的安装后,输入命令继续安装node-red。

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打开cmd窗口,输入以下命令完成node-red的安装
npm install -g –unsafe-perm node-red
安装成功后在cmd窗口中输入node-red即可启动服务器。
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服务器需要在终端中持续运行。在浏览器中输入http://127.0.0.1:1880/

进入编程环境,我们可以在终端看到数据流的开始与终止,一旦关闭终端,浏览器会提示丢失连接。 同一局域网内的终端可以在浏览器中输入”IP地址:1880”,进入node-red界面。比如本机IP地址为192.168.102.xx,在本机cmd终端输入node-red成功建立服务器后,只需要输入192.168.102.xx:1880便可以在同一局域网内编辑该服务器上的节点。

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更加详细的安装过程可以参考网上其他教程。

3.2. 连接步骤

Node-RED的主界面共有三个部分,从左到右分别为:拥有各种功能的节点栏,放置各种编程节点的流程栏,用于提供节点帮助和调试信息的信息栏。

在Node-RED中简单地输出一串字符,需要用到左侧的inject节点和debug节点,按住鼠标左键将节点拖至流程图中,发现节点的名字发生了改变,这是由于节点被实例化,代表某个具体的数值。我们可以通过修改节点的名称属性来改变其在流程图中的名字,并不影响整个流程中的其他数据。

Mqtt是针对传感器之间、计算存储能力弱的硬件之间、网络不稳定等数据传输情况所设计的传输协议,基于Mqtt协议的服务器能够为传感器提供轻量级的消息订阅和发布,上文中提到的物联网平台Easyiot就是一个典型的Mqtt服务器,这类协议被广泛应用于物联网行业。 在Node-RED中,我们只需要将Mqtt输入节点拖出,双击修改其中参数,就可以接收到从服务器传来的数据。

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完成节点的拖动与信息的修改后需要点击右上方的“部署”,就可以在右侧的调试窗口中看到信息了。需要注意的是,如果不点击“部署”对当前流程进行保存,进行的操作与保存的数据都将会基于未保存之前的节点。

参考代码

在右方的节点中选择MQTT,并对其中的参数进行修改,我们需要的参数有

随机生成的主题
服务器ip及端口
随机生成的用户名及密码
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拓展应用:数据可视化

在Node-RED中,有许多的第三方控件可以供我们使用。如果需要图表功能,则要使用Dashboard控件。

Dashboard模块的安装:在右上角设置菜单中,选择节点管理,输入Dashboard进行安装,成功安装后会看到左侧的列表中出现了新的可用节点,我们可以从中选择不同的图表以及各种数据表现形式。

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将已经设置好参数的Mqtt输入与折线图控件连接起来,点击右上角的部署,保存当前节点,点击图中右上角框选部分

或在浏览器中输入地址http://localhost:1880/u

就能得到一张简单图表。

其他拓展应用

用Dashboard呈现物联网数据,仅仅是Node-RED的众多功能之一。作为物联网的一种粘合剂,Node-RED能够完成很多工作。比如,我们可以利用Node-RED监控物联网数据的传输情况,当传感器出现故障或者某个传感器数据达到阈值后,发送邮件提醒用户;可以简单的代码,按照既定的条件筛选比较数据,收集每日的温湿度峰值等;也可以根据数据的阈值,实时给某个Topic发送信息,实现物联网控制的功能。

完成效果图

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