第5 章 协议转换
协议转换在物联网网关中很常见，这里以一个简单的示例演示如何将一个设备的数据从modbus rtu协议转换为mqtt协议。modbus rtu是一种常用于工业控制系统的协议，而mqtt是物联网领域广泛应用的轻量级协议。
假设一个modbus rtu设备向网关发送如下数据：
```
01 03 00 00 00 02 c4 0b
```
这是一个读取保持寄存器的请求，功能码为0x03，寄存器地址为0x0002，crc校验为0xc40b。网关需要将这个请求转换为mqtt消息并发送到broker。
以下是使用python编写的示例代码：
```python
import pahomqttclient as mqtt
import serial
def on_connect(client, userdata, flags, rc):
if rc == 0:
print(&34;connected to mqtt broker!&34;)
clientsubscribe(&34;modbus/rtu&34;)
else:
print(f&34;failed to connect, return code {rc}&34;)
def on_message(client, userdata, msg):
decoded_msg = msgpayloaddecode()
print(f&34;received mqtt message: {decoded_msg}&34;)
def modbus_to_mqtt(serial_port, mqtt_broker, mqtt_port, topic):
ser = serialserial(serial_port, baudrate=9600, timeout=1)
mqtt_client = mqttclient()
mqtt_clienton_connect = on_connect
mqtt_clienton_message = on_message
mqtt_clientconnect(mqtt_broker, mqtt_port)
while true:
modbus_data = serread()
decode modbus rtu data into a readable format
decoded_data = decode_modbus_rtu(modbus_data)
convert the decoded data into an mqtt message
mqtt_message = convert_to_mqtt(decoded_data)
publish the mqtt message to the broker
mqtt_clientpublish(topic, mqtt_message)
def decode_modbus_rtu(data):
add your own implementation to decode modbus rtu data
pass
def convert_to_mqtt(data):
add your own implementation to convert decoded data into an mqtt message
pass
modbus_to_mqtt(&34;/dev/ttyusb0&34;, &34;mqtt_broker&34;, 1883, &34;modbus/rtu&34;)
```
上述代码中，`decode_modbus_rtu`和`convert_to_mqtt`函数需要根据具体的协议转换要求进行实现。这个示例使用了pyqt5的`pahomqttclient`库进行mqtt通信，以及python的`serial`库与modbus rtu设备进行串口通信。
协议转换在物联网中起着至关重要的作用。物联网涉及多种设备和通信协议，为了使不同设备和系统能够相互通信和交互，需要协议转换来实现互通互联。
以下是协议转换在物联网中的一些具体作用：
1 互联互通：协议转换使得不同设备和系统能够相互通信，不受底层通信协议的限制，从而实现物联网的互联互通。
2 简化集成：通过将多种协议转换为统一的协议，简化了物联网系统的集成和部署，降低了开发成本和复杂度。
3 增强互操作性：协议转换提高了物联网设备的互操作性，使得不同设备和系统可以更容易地协同工作，为用户提供更好的体验。
4 提高兼容性：协议转换有助于解决物联网设备间的兼容性问题，使得新旧设备和系统可以协同工作，延长了设备的使用寿命。
5 安全保障：通过将不安全的协议转换为安全的协议，协议转换可以提高物联网系统的安全性，降低安全风险。
以下是一个使用python编写的简单协议转换示例。这个示例将一个温度传感器的数据从华氏度转换为摄氏度，然后发送到mqtt broker。
```python
import pahomqttclient as mqtt
import random
模拟温度传感器
def generate_temperature_data():
temperature = randomrandint(0, 100)
return temperature
将华氏度转换为摄氏度
def fahrenheit_to_celsius(fahrenheit):
celsius = (fahrenheit - 32) 50/90
return celsius
mqtt broker设置
broker = &34;your_mqtt_broker_address&34;
port = 1883
topic = &34;sensor/temperature&34;
mqtt client设置
client = mqttclient()
clientconnect(broker, port)
订阅温度传感器数据
def on_message(client, userdata, msg):
temperature = msgpayload
temperature_celsius = fahrenheit_to_celsius(temperature)
print(f&34;received temperature data: {temperature}f, converted to: {temperature_celsius}c&34;)
clientpublish(topic, temperature_celsi