物聯網環境建置與測試

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OM2M 建置

安裝 Oracle JDK 8

目前 Java LTS 有 Java 8 和 Java 11，但在此先以 Java 8 為主

官網下載 JDK 會需要申請帳號
可至阿榮福利味下載最新 JDK 8

解壓過程 win10 如果出現風險的警告，直接選仍要執行

如果自己選擇路徑的話，JDK 與 JRE 最好放在一起，個人放在 C:\Java 底下兩個資料夾，也可以都預設，自己清楚就好

打開 控制台/系統與安全性/系統/進階系統設定/環境變數，新增系統變數 JAVA_HOME

再修改系統變數 Path

最後在 cmd 執行 javac 測試

安裝 Apache Maven

為 Java 的專案管理及自動構建工具

官網下載 zip 檔

解壓縮後記錄檔案路徑，個人是和上面 JDK 等放在一起 C:Java\apache-maven-3.6.2\bin
，一樣打開 控制台\系統與安全性\系統\進階系統設定\環境變數，修改使用者變數中的 Path

如果已安裝 JDK，執行 mvn --version 應會出現如下所示

安裝 OM2M

先選好路徑，個人一樣選在 C，在 cmd 執行以下指令

OM2M 有兩種版本： ONE 版本與 SMART 版本，請使用 SMART

git clone -b smart https://git.eclipse.org/r/om2m/org.eclipse.om2m

切換至 OM2M 資料夾 org.eclipse.om2m

cd org.eclipse.om2m

安裝 OM2M

如果出現 Unable to locate the Javac Compiler，請回去檢查 JAVA_HOME 與 bin 有沒有設置好

mvn clean install

server (NSCL) 的執行檔：

"C:\org.eclipse.om2m\org.eclipse.om2m.site.nscl\target\products\nscl\win32\win32\x86_64\start.bat"

gateway (GSCL) 的執行檔：

"C:\org.eclipse.om2m\org.eclipse.om2m.site.gscl\target\products\gscl\win32\win32\x86_64\start.bat"

可以各自建立捷徑至桌面並重新命名，方便以後快速啟動

先啟動 server 再啟動 gateway，若先啟動 gateway，則會持續發送授權請求

預設位址：

• server (NSCL)：位址為 127.0.0.1:8181 或 localhost:8181
• gateway (GSCL)：位址為 127.0.0.1:8080 或 localhost:8080

帳號密碼：

• 管理者：admin/admin
• 訪客：guest/guest

以上設定均可參考 OM2M/Configuration 修改

基本上都會透過 GSCL (8181) 操作

Postman 與 Node-RED 建置

Postman 官網下載安裝檔

Node.js 官網下載安裝檔

個人一樣安裝在 C，過程中 necessary tools 可以不用勾選

在 cmd 執行 node --version && npm --version 測試後，依照 Node-RED 官方指示，執行以下指令

npm install -g --unsafe-perm node-red

最後在 cmd 執行 node-red，並在瀏覽器打開 localhost:1880 即會出現以下畫面

Postman 實作

注意每個請求都需要 Basic Auth，帳密使用 admin
注意使用哪種 RESTful API
可參考 OM2M RESTful API

建立環境

進入畫面後先在右上 No Environment 右邊點擊齒輪，點擊 add 新增一個環境，這邊設定一個 IoT 環境

• gscl：http://localhost:8181/om2m/gscl
• node-red：http://localhost:1880

回到主畫面後右上角選擇 IoT 環境，透過 {{變數名稱}} 即可使用變數

連線測試

GET, {{gscl}}

得到 body

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes"?>
<om2m:sclBase xmlns:om2m="http://uri.etsi.org/m2m" xmlns:xmime="http://www.w3.org/2005/05/xmlmime">
    <om2m:accessRightID>gscl/accessRights/AR_ADMIN</om2m:accessRightID>
    <om2m:searchStrings>
        <om2m:searchString>ResourceType/SclBase</om2m:searchString>
        <om2m:searchString>ResourceID/gscl</om2m:searchString>
    </om2m:searchStrings>
    <om2m:creationTime>2019-11-26T12:30:37.468+08:00</om2m:creationTime>
    <om2m:lastModifiedTime>2019-11-26T12:30:37.470+08:00</om2m:lastModifiedTime>
    <om2m:sclsReference>gscl/scls</om2m:sclsReference>
    <om2m:applicationsReference>gscl/applications</om2m:applicationsReference>
    <om2m:containersReference>gscl/containers</om2m:containersReference>
    <om2m:groupsReference>gscl/groups</om2m:groupsReference>
    <om2m:accessRightsReference>gscl/accessRights</om2m:accessRightsReference>
    <om2m:subscriptionsReference>gscl/subscriptions</om2m:subscriptionsReference>
    <om2m:discoveryReference>gscl/discovery</om2m:discoveryReference>
</om2m:sclBase>

建立應用 (MY_SENSOR)

POST, {{gscl}}/applications

修改 body，選擇 raw 與 XML，建立名稱為 MY_SENSOR 的應用，包含三個 searchString

<om2m:application xmlns:om2m="http://uri.etsi.org/m2m" appId="MY_SENSOR">
    <om2m:searchStrings>
    	<om2m:searchString>Type/sensor</om2m:searchString>
    	<om2m:searchString>Category/temperature</om2m:searchString>
    	<om2m:searchString>Location/Home</om2m:searchString>
    </om2m:searchStrings>
</om2m:application>

查看 GSCL 網頁，可以看到 applicationCollection 下新增了 MY_SENSOR，以及對應的 searchString

可以看到 Logout 按鈕下面有右邊元件的位址，善用這個可以避免路徑錯誤

建立容器 (DATA)

POST, {{gscl}}/applications/MY_SENSOR/containers

修改 body，在 MY_SENSOR 下建立名稱為 DATA 的容器

<om2m:container xmlns:om2m="http://uri.etsi.org/m2m" om2m:id="DATA">
</om2m:container>

建立物件 (DATA)

POST, {{gscl}}/applications/MY_SENSOR/containers/DATA/contentInstances

修改 body，建立一個 sensor 資料

注意這邊都要用 obj 打包

<obj>
    <str name="appId" val="MY_SENSOR"/>
    <str name="category" val="temperature"/>
    <str name="data" val="27"/>
    <str name="unit" val="celsius"/>
</obj>

建立訂閱 (DATA)

POST, {{gscl}}/applications/MY_SENSOR/containers/DATA/contentInstances/subscriptions

修改 body，在 DATA 的 contentInstaces 底下建立一個訂閱，如果有新的資料加入，就會告知 contact，在此設為 http://localhost:1400/monitor

<om2m:subscription xmlns:om2m="http://uri.etsi.org/m2m">
    <om2m:contact>http://localhost:1400/monitor</om2m:contact>
</om2m:subscription>

這邊監視器使用官方提供的範例，下載 Monitor-bin 後解壓縮，執行 start.bat

監聽的埠可以從 config 修改

依照上面新增物件 (DATA) 的指示再做一次，應該會顯示如下通知

沒反應的話可以點一下 cmd 或按一下 Enter

刪除元件

即 DELETE 加上對應元件之位址，刪除上層的會連下層的一起不見

• 刪除 DATA

DELETE, {{gscl}}/applications/MY_SENSOR/containers/DATA

• 刪除 MY_SENSOR

DELETE, {{gscl}}/applications/MY_SENSOR

Node-RED 實作

在 cmd 執行 node-red，並在瀏覽器打開 localhost:1880 即可開啟 Node-RED
記得每次操作完記得按 Deploy 部署
注意每個請求都需要 Basic Authentication，帳密使用 admin
注意使用哪種 RESTful API
可參考 OM2M RESTful API

連線測試

先從左邊工具拉出 inject、http request 與 debug

修改 http request

Name 都可以調整成自己習慣的名稱
後續 http request 皆以此類推，修改路徑與授權

GET, http://localhost:8181/om2m/gscl

透過 timestamp 的按鈕，可以在右邊偵錯訊息看到與 Postman 一樣的內容

建立應用 (MY_SENSOR)

加入 function MY_SENSOR 形成如下所示

一樣去修改 http request 位址

POST, http://localhost:8181/om2m/gscl/applications

修改 function 中 payload 的部分，等同前面的 body

後續皆大同小異，可以不參考排版，注意結尾分號

msg.payload =
'<om2m:application xmlns:om2m="http://uri.etsi.org/m2m" appId="MY_SENSOR">'+
    '<om2m:searchStrings>'+
        '<om2m:searchString>Type/sensor</om2m:searchString>'+
        '<om2m:searchString>Category/temperature</om2m:searchString>'+
        '<om2m:searchString>Location/Home</om2m:searchString>'+
    '</om2m:searchStrings>'+
'</om2m:application>';
return msg;

建立容器 (DATA)

POST, http://localhost:8181/om2m/gscl/applications/MY_SENSOR/containers

msg.payload =
'<om2m:container xmlns:om2m="http://uri.etsi.org/m2m" om2m:id="DATA">'+
'</om2m:container>';
return msg;

建立物件 (DATA)

POST, http://localhost:8181/om2m/gscl/applications/MY_SENSOR/containers/DATA/contentInstances

msg.payload =
'<obj>'+
    '<str name="appId" val="MY_SENSOR"/>'+
    '<str name="category" val="temperature"/>'+
    '<str name="data" val="27"/>'+
    '<str name="unit" val="celsius"/>'+
'</obj>'
return msg;

建立訂閱 (DATA)

POST, http://localhost:8181/om2m/gscl/applications/MY_SENSOR/containers/DATA/contentInstances/subscriptions

msg.payload=
'<om2m:subscription xmlns:om2m="http://uri.etsi.org/m2m">'+ 
    '<om2m:contact>http://localhost:1400/monitor</om2m:contact>'+
'</om2m:subscription>';
return msg;

如果我們想用 Node-RED 直接來訂閱，先將上面 contact 部分改成 http://localhost:1880/SUB，表示會通知 Node-RED 下的 /SUB

拉個 http-in 與 debug，Method 修改為 POST，路徑對應上面的 /SUB，表示傳到 http://localhost:1880/SUB 的請求都會跑到這

http-in 通常連帶 http_response，不過這邊因為是由 OM2M 通知，所以就不特地回傳了

再新建一次物件 (DATA) 後應該能看到兩個偵錯訊息，一個來自新建時的，一個來自監聽的

有多條偵錯訊息時，滑鼠移動到其中一個訊息，左邊對應的 debug 元件會顯示紅框

刪除元件

與連線測試相似，只是改成 DELETE

• 刪除 DATA

DELETE, http://localhost:8181/om2m/gscl/applications/MY_SENSOR/containers/DATA

• 刪除 MY_SENSOR

DELETE, http://localhost:8181/om2m/gscl/applications/MY_SENSOR

綜合實作

情境一流程：

1. 由 Postman 模擬字串處理受限的軟體，POST 給 Node-RED 純文字訊息
2. 由 Node-RED 進行字串處理，POST 給 OM2M 建立該物件

Postman body，故意設為純文字，傳至 Node-RED 的 /INFO

中間分隔字元自己方便處理就好

Node-RED function，一樣以 obj 格式送給 OM2M

split() 分割字串後會存入陣列

var data = msg.payload.split(",");
var name = data[0];
var height = data[1];
var weight = data[2];

msg.payload =
'<obj>'+
    '<str name="name" val='+ name +'/>'+
    '<str name="height" val='+ height +'/>'+
    '<str name="weight" val='+ weight +'/>'+
'</obj>';

return msg;

情境二流程：

1. 先於 OM2M 建立訂閱
2. 由 Node-RED (或 Postman) 於 OM2M 上建立物件
3. 由 Node-RED 接收訂閱通知，並處理收到的訊息
4. 將處理過後的訊息另外寫檔記錄

首先依照之前訂閱 (DATA) 的教學建立訂閱，這邊將情境一由 Postman 建立物件的部分簡化給 Node-RED，同時先將 debug 先取消

如果之前還有 flow 的 http-in 有同樣路徑的，記得先刪掉，否則會跑到那邊

可以看到一有新的資料建立後，訂閱的 /SUB 馬上就收到訊息，debug1 顯示的是完整通知的 XML，debug2 經由 parser 得到結構化的資訊，而我們需要的物件資訊就在底下這個位置

可以在 parser 的偵錯訊息旁直接點擊圖示複製路徑，記得加上 msg.

msg.payload["om2m:notify"]["om2m:representation"][0]._

加入 function 進行編碼轉換，可以看到原本只是通知的 XML，裏頭拆出來的 XML 其實就是建立物件 OM2M 會回傳的訊息

編碼配合 XML 與 Node-RED，統一使用 UTF-8

var text = payload["om2m:notify"]["om2m:representation"][0]._;
var data = new Buffer(text, 'base64').toString('utf8');
msg.payload = data;

return msg;

同樣類似方式加入 function，得到的正是我們新建物件時送下去的內容

var text = msg.payload["om2m:contentInstance"]["om2m:content"][0]._;
var data = new Buffer(text, 'base64').toString('utf8');
msg.payload = data;

return msg;

加入 file，如同設定下面的提示，這邊由於沒有用絕對路徑，基本上會預設寫到 %UserProfile% 這個位置，即使用者目錄下