將溫度和濕度傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到本地或遠(yuǎn)程服務(wù)器對(duì)于構(gòu)建智能家居解決方案非常重要。它使用戶能夠高效地跟蹤家中、辦公室或零售場(chǎng)所的氣候，并創(chuàng)造舒適和有利的氛圍。在本文中，我們將深入探討Zigbee2MQTT的工作原理，以及如何使用它將Zigbee溫度和濕度傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到的服務(wù)器。

什么是Zigbee2MQTT

Zigbee2MQTT是一個(gè)開源程序，它將MQTT支持的平臺(tái)與Zigbee設(shè)備連接起來(lái)。有了它的幫助，用戶可以輕松地收集、發(fā)送和存儲(chǔ)重要的環(huán)境數(shù)據(jù)到本地或遠(yuǎn)程云服務(wù)器。Zigbee2MQTT已成為智能家居自動(dòng)化領(lǐng)域的革命性關(guān)鍵角色，它使用物聯(lián)網(wǎng)提供靈活且成本效益的解決方案，用于管理Zigbee設(shè)備。

例如，您可以將Zigbee溫度和濕度傳感器連接到您的Zigbee網(wǎng)絡(luò)，并使用Zigbee2MQTT程序?qū)⑹占降臄?shù)據(jù)集成到您的服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

所需設(shè)備和工具是什么？

為了使用Zigbee2MQTT傳輸智能傳感器數(shù)據(jù)，我們首先必須知道我們將使用哪些設(shè)備以及Zigbee2MQTT的工作原理。為了確保我們理解這些組件如何協(xié)同工作以促進(jìn)高效的數(shù)據(jù)傳輸，請(qǐng)確保以下設(shè)備可用：

一個(gè)Zigbee溫度和濕度傳感器

溫濕度傳感器將捕獲環(huán)境溫度和濕度數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到Zigbee網(wǎng)關(guān)。然后，數(shù)據(jù)將被轉(zhuǎn)發(fā)到MQTT軟件。

一個(gè)Zigbee網(wǎng)關(guān)

在這種情況下，我們使用DSGW-030-1 Zigbee MQTT網(wǎng)關(guān)。

Zigbee網(wǎng)關(guān)管理Zigbee網(wǎng)絡(luò)，包括設(shè)備配對(duì)、路由和配置。在Zigbee2MQTT生態(tài)系統(tǒng)中，它還充當(dāng)翻譯器，將Zigbee協(xié)議和MQTT協(xié)議之間的消息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為MQTT服務(wù)器可以理解的格式。同時(shí)，Zigbee網(wǎng)關(guān)還是一個(gè)發(fā)布者，向MQTT服務(wù)器發(fā)送包含從Zigbee設(shè)備收集的數(shù)據(jù)的消息。

一臺(tái)計(jì)算機(jī)

在這種情況下，我們使用計(jì)算機(jī)作為本地服務(wù)器并托管MQTT軟件。它在MQTT通信范式中充當(dāng)訂閱者和發(fā)布者。

作為訂閱者，它在網(wǎng)關(guān)上運(yùn)行的MQTT客戶端的消息，確保實(shí)時(shí)接收相關(guān)數(shù)據(jù)更新，并使其可供的應(yīng)用程序或服務(wù)消費(fèi)并利用接收到的傳感器數(shù)據(jù)。

作為發(fā)布者，它向Zigbee2MQTT網(wǎng)關(guān)發(fā)送包含控制命令的消息，旨在指示網(wǎng)關(guān)在Zigbee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)執(zhí)行特定操作或配置。

Zigbee2MQTT在傳感器、網(wǎng)關(guān)和MQTT服務(wù)器之間的通信工作流程

Zigbee2MQTT的工作原理涉及一系列步驟，如下所示：

• 傳感器與網(wǎng)關(guān)配對(duì)：將Zigbee溫度和濕度傳感器置于配對(duì)模式，以便與Zigbee MQTT網(wǎng)關(guān)建立連接。

• 網(wǎng)關(guān)連接到MQTT端口：一旦啟動(dòng)配對(duì)，Zigbee MQTT網(wǎng)關(guān)通過(guò)連接到的MQTT端口和代理來(lái)建立通信通道。

• 傳感器狀態(tài)報(bào)告：Zigbee傳感器持續(xù)監(jiān)控環(huán)境參數(shù)，無(wú)線捕獲數(shù)據(jù)，并定期將其傳輸?shù)絑igbee MQTT網(wǎng)關(guān)。

• 網(wǎng)關(guān)發(fā)布消息：Zigbee2MQTT網(wǎng)關(guān)在的MQTT主題上發(fā)布傳感器數(shù)據(jù)到MQTT代理。這些消息包含傳感器收集的溫度讀數(shù)、測(cè)量的時(shí)間戳或傳感器的標(biāo)識(shí)符。

• MQTT服務(wù)器訂閱和發(fā)布消息：在PC上運(yùn)行的MQTT服務(wù)器訂閱相關(guān)MQTT主題，使其可供感興趣的客戶端使用，這些客戶端可能是儀表板應(yīng)用程序、專有移動(dòng)應(yīng)用程序或其他服務(wù)。這使得每當(dāng)發(fā)布新的傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，它們都能實(shí)時(shí)更新，使它們能夠根據(jù)接收到的信息顯示、分析或采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。然后服務(wù)器可以發(fā)布相關(guān)的控制命令。

• 控制命令檢索和中繼：Zigbee MQTT網(wǎng)關(guān)將從服務(wù)器檢索控制命令，然后向Zigbee傳感器發(fā)送控制命令。這些命令指示傳感器執(zhí)行某些操作，例如調(diào)整設(shè)置和配置。

逐步設(shè)置Zigbee2MQTT設(shè)備上的Zigbee2MQTT通信

在這一部分中，我們將展示在前面列出的設(shè)備上設(shè)置Zigbee2MQTT通信的逐步過(guò)程。

步驟1：找到一個(gè)MQTT程序并構(gòu)建MQTT服務(wù)

在本教程中，我將使用Eclipse Mosquito來(lái)構(gòu)建MQTT服務(wù)。Mosquito是我選擇的MQTT消息代理的，因?yàn)樗情_源的，這意味著您可以自由使用，無(wú)需支付任何許可費(fèi)。此外，它輕量級(jí)，適用于從低功耗單板計(jì)算機(jī)到全服務(wù)器的所有設(shè)備。在選擇Mosquito時(shí)我考慮的其他功能包括其易用性、跨平臺(tái)兼容性、輕量級(jí)、TLS加密支持和積極的社區(qū)支持。

要使用Mosquito，您可以從https://mosquitto.org/download/下載并安裝mosquito程序。

之后，您可以使用命令Mosquitto -p 1888 –v創(chuàng)建一個(gè)MQTT服務(wù)器，如下所示：

確保網(wǎng)關(guān)和MQTT服務(wù)器在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，并找到服務(wù)器的IP地址。在我自己的例子中，它是192.168.1.2（這是一個(gè)本地IP）。

步驟2：設(shè)置Zigbee網(wǎng)關(guān)

通過(guò)路由器將Zigbee網(wǎng)關(guān)和PC連接到同一個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)。

通過(guò)登錄路由器找到網(wǎng)關(guān)的IP地址。在我的例子中，我使用Advanced IP Scanner程序來(lái)幫助我找到它。紅色矩形中的IP地址是我的網(wǎng)關(guān)IP地址。

在計(jì)算機(jī)上打開一個(gè)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器 > 輸入網(wǎng)關(guān)IP地址 > 輸入用戶名和密碼（默認(rèn)用戶名：root，密碼：root）> 登錄到網(wǎng)關(guān)用戶界面。這個(gè)過(guò)程在下面的圖片中顯示。

步驟3：在Zigbee網(wǎng)關(guān)上配置MQTT

在網(wǎng)關(guān)用戶界面上找到MQTT配置頁(yè)面，輸入MQTT服務(wù)器的IP（192.168.1.2）和服務(wù)器端口號(hào)（1888）。這樣，您可以將MQTT服務(wù)器與在網(wǎng)關(guān)上運(yùn)行的MQTT客戶端連接起來(lái)（確保MQTT設(shè)置與您的MQTT客戶端匹配）。

您可以使用mqtt.Fx.來(lái)檢查MQTT連接。這一步的目的是驗(yàn)證您的MQTT代理的配置，測(cè)試網(wǎng)關(guān)和代理之間的MQTT通信，并在配置過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)允許調(diào)試和故障排除。

步驟4：在網(wǎng)關(guān)Web界面內(nèi)為發(fā)布消息配置MQTT主題

MQTT主題將用于組織和路由從Zigbee網(wǎng)關(guān)到MQTT服務(wù)器的數(shù)據(jù)。

您需要選擇一個(gè)有意義的主題名稱，反映在云平臺(tái)上發(fā)布數(shù)據(jù)的類型。在我的例子中，網(wǎng)關(guān)將消息發(fā)布到主題‘temperature’并從主題‘temperature/mac’訂閱。

例如，如果網(wǎng)關(guān)的Mac是30:ae:7b:64:00:28，那么它將從主題‘temperature/30:ae:7b:64:00:28’訂閱，并將數(shù)據(jù)發(fā)布到主題‘temperature’。

如果您需要設(shè)置更多的MQTT主題，您需要在網(wǎng)關(guān)Web和MQTT服務(wù)器中設(shè)置相同的主題。

注意：心跳（上傳數(shù)據(jù)到服務(wù)器的時(shí)間間隔）可以根據(jù)您自己的需求進(jìn)行自定義。

步驟5：將Zigbee溫度和濕度傳感器與Zigbee網(wǎng)關(guān)配對(duì)

通過(guò)訪問(wèn)網(wǎng)關(guān)用戶界面添加Zigbee傳感器

Dusun Zigbee網(wǎng)關(guān)具有用戶友好的設(shè)備配置和管理界面。以下是您可以將設(shè)備添加到網(wǎng)關(guān)的一般概述：

打開網(wǎng)關(guān)用戶界面，找到Zigbee3.0管理網(wǎng)頁(yè)。這一步非常簡(jiǎn)單。然后您可以點(diǎn)擊允許按鈕，網(wǎng)關(guān)將進(jìn)入配對(duì)模式。如果配對(duì)過(guò)程成功，您將在網(wǎng)上看到溫度和濕度傳感器。

提示：如何配置Zigbee溫度和濕度傳感器

您可能有兩種情況。

一種情況是使用Dusun IoT自己的智能傳感器，這將確保兼容性，因?yàn)榫W(wǎng)關(guān)和傳感器之間的集成已經(jīng)經(jīng)過(guò)多次嚴(yán)格測(cè)試。在這種情況下，傳感器只需要在背面長(zhǎng)按五秒鐘，然后再按一次，使紅色LED繼續(xù)閃爍，表示進(jìn)入配對(duì)模式。

第二種情況是使用第三方Zigbee傳感器，您可以根據(jù)用戶手冊(cè)進(jìn)行操作。在這種情況下，您必須確認(rèn)您的設(shè)備的Zigbee版本。比如如果是標(biāo)準(zhǔn)的Zigbee 3.0協(xié)議，如果其軟件部分已經(jīng)被修改，等等。這可能導(dǎo)致配對(duì)失敗。

通過(guò)MQTT代理添加Zigbee傳感器

您也可以選擇通過(guò)MQTT代理添加Zigbee傳感器。下面是一個(gè)簡(jiǎn)化的例子，說(shuō)明如何使用代碼通過(guò)MQTT代理將Zigbee溫度和濕度傳感器添加到Zigbee網(wǎng)關(guān)：

通過(guò)MQTT代理添加設(shè)備涉及向特定主題發(fā)送MQTT消息，觸發(fā)目標(biāo)設(shè)備上的行動(dòng)。這簡(jiǎn)化了Zigbee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)備配對(duì)的過(guò)程。例如，通過(guò)MQTT代理添加設(shè)備提供了一種集中化的方法，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)Zigbee設(shè)備的配置和管理。

步驟6：設(shè)置過(guò)程完成！

當(dāng)配對(duì)成功時(shí)，您可以在MQTT服務(wù)器中接收到溫度和濕度傳感器狀態(tài)，如下所示：

這里我們將展示更多關(guān)于溫度和濕度數(shù)據(jù)的信息。

附近的溫度數(shù)據(jù)將每15分鐘上傳一次，數(shù)據(jù)包含屬性、溫度值、設(shè)備類型、電池電量、時(shí)間戳等。

{ "data" : { "attribute" : "device.temperature", "mac" : "842e14fffe1e9bb2", "value" : { "value" : "29.58", "ep" : 1, "zone" : "RoomBank-TemperatureHumidity", "unit" : "C", "ModelStr" : "RoomBank-TemperatureHumidity", "battery" : 100 }, "ep" : 1 }, "from" : "GREENPOWER", "to" : "CLOUD", "time" : 1599706766, "deviceCode" : "010123f3-c750-43e7-ad41-6672126fa416", "mac" : "30:ae:7b:64:00:c6", "type" : "reportAttribute" }

附加信息：

附近的濕度數(shù)據(jù)將每15分鐘上傳一次，數(shù)據(jù)包含屬性、濕度值、設(shè)備類型、電池電量、時(shí)間戳等。

{ "data" : { "attribute" : "device.humidity", "mac" : "842e14fffe1e9bb2", "value" : { "value" : "56.44", "ep" : 1, "zone" : "RoomBank-TemperatureHumidity", "unit" : "%", "ModelStr" : "RoomBank-TemperatureHumidity", "battery" : 100 }, "ep" : 1 }, "from" : "GREENPOWER", "to" : "CLOUD", "time" : 1599706766, "deviceCode" : "010123f3-c750-43e7-ad41-6672126fa416", "mac" : "30:ae:7b:64:00:c6", "type" : "reportAttribute" }

附加信息：

如何管理Zigbee2MQTT設(shè)備和系統(tǒng)

實(shí)施安全實(shí)踐

您可以為您的Zigbee2MQTT溫度和濕度傳感數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)實(shí)施以下安全實(shí)踐：

• 加密：您應(yīng)該使用SSL加密連接MQTT代理，以確保數(shù)據(jù)的保密性。您還可以使用各種加密方法，例如Zigbee Trust Center Link Key (ZLL)或Zigbee Network Key (ZNP)，AES-128；

• 認(rèn)證：使用強(qiáng)認(rèn)證通過(guò)預(yù)共享密鑰或數(shù)字證書來(lái)驗(yàn)證設(shè)備身份；

• 定期固件更新：定期更新固件以修補(bǔ)漏洞；

• 網(wǎng)絡(luò)分割：分割網(wǎng)絡(luò)以隔離傳感器網(wǎng)絡(luò)并減少攻擊面。您可以使用防火墻或VLAN。

• 訪問(wèn)控制：利用強(qiáng)訪問(wèn)控制，例如基于角色的訪問(wèn)控制(RBAC)，有效管理權(quán)限。

• 定期審計(jì)和測(cè)試：定期進(jìn)行安全審計(jì)和滲透測(cè)試，以識(shí)別和解決漏洞，增強(qiáng)整體安全性。

實(shí)施定期維護(hù)任務(wù)

您可以為您的Zigbee2MQTT溫度和濕度傳感數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)實(shí)施以下定期維護(hù)任務(wù)：

• 更新軟件以修補(bǔ)漏洞，修復(fù)錯(cuò)誤并添加新功能。這對(duì)于確保功能和安全性至關(guān)重要；

• 監(jiān)控傳感器健康狀況，例如信號(hào)強(qiáng)度、電池電量和傳感器響應(yīng)性。如果您發(fā)現(xiàn)溫度讀數(shù)或通信錯(cuò)誤中的任何異常，請(qǐng)立即解決，以防止停機(jī)或數(shù)據(jù)丟失；

• 根據(jù)需要定期更換電池或電源，以確保不間斷或連續(xù)運(yùn)行；

• 定期備份和恢復(fù)傳感器配置和數(shù)據(jù)，以防止硬件故障或數(shù)據(jù)損壞時(shí)的丟失。

總結(jié)

將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到本地或遠(yuǎn)程服務(wù)器是智能家居應(yīng)用中的強(qiáng)烈需求。無(wú)論您喜歡通過(guò)可定制的儀表板還是專有移動(dòng)應(yīng)用程序來(lái)監(jiān)控溫度和濕度數(shù)據(jù)，Dusun IoT的智能家居解決方案都提供了帶有標(biāo)準(zhǔn)MQTT API的智能網(wǎng)關(guān)，以便順利集成到您自己的平臺(tái)中。

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