当前位置：首页 > article >正文

2. SpringBoot + MQTT 门禁设备对接实战

article 2024/11/26 19:23:56

项目demo文件

源码地址: SynerTools 项目地址 (qq.com)

业务流程

首先，我们的 Spring Boot 服务充当一个客户端，而人脸识别设备的内置系统也作为另一个客户端。两个客户端通过 EMQX 服务端进行通信，负责指令的发送与接收

为什么使用MQTT而不是HTTP协议?

低带宽消耗：MQTT协议非常轻量级，设计之初就考虑到了低带宽网络环境，因此在传输数据时消耗的带宽非常少。相比之下，HTTP协议的数据包头较大，带宽消耗更高。
能效优化：MQTT协议设计简洁，特别适用于功耗敏感的物联网设备。HTTP协议因为连接开销大和数据包头大，通常会消耗更多的电能。
异步解耦: mqtt和rabbitmq是有相似之处, 都支持发布/订阅模式和异步通信，使消息发送者和接收者可以解耦，适合分布式系统应用，并且它们都提供消息可靠性保证和多语言支持

技术栈

mica-mqtt(客户端) : mica-mqtt地址 (maven依赖引入即可)

Mica-MQTT 简化了 Spring Boot 项目中 MQTT 的集成，通过自动化配置和高度可扩展的设计，提供了便捷的消息发布和订阅功能。它支持多种 MQTT 客户端，具有高稳定性和可靠性，适用于生产环境。

emqx开源版 (服务端) : 服务端下载地址

EMQX 开源版提供了高性能和高并发的 MQTT 消息处理能力，支持大规模设备连接。其用户友好的管理界面使页面管控方便，支持实时监控和配置管理。联调方面，丰富的调试工具和插件扩展功能简化了开发和测试过程。

设备对接业务流程

设备名称: 人脸识别机

MQTT协议对接文档 : 【免费】MQTT协议设备对接文档资源-CSDN文库

设备消息的推送与接收

根据人脸录入流程图可以看出，我们的系统实际上是一个基于 Spring Boot 的考勤客户端。为了实现消息推送功能，我们需要借助 mica-mqtt 客户端来进行消息推送。

1. 推送消息

这里我们以向设备推送人脸消息为例

这里的 deviceNo（设备编号 ,一般在贴在设备的背面）就是指设备的 SN 号。我们需要将其替换为对应的编号，才能向指定设备推送消息。确认好发送的主题后，剩下的 JSON 内容我们只需按照文档里的要求来编写即可。

/**
 * @author wsq
 */
@Service
public class MainService {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MainService.class);
    @Autowired
    private MqttClientTemplate client;

    public boolean publish() {
        client.publish("pass/002024041590421/request", "对应的人脸信息JSON数据".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        return true;
    }

}

推送消息演示 :

2. 接收消息

以为监听同行记录上报为例

这里的 deviceNo(设备编号) 就是指的设备sn号, 如果你想监听多台设备的话就可以用 "+" (单层通配符)代替

如果想了解更多通配符可以参考这篇文章 : 通过案例理解 MQTT 主题与通配符 | EMQ (emqx.com)

所以对应我们的主题名称为 @MqttClientSubscribe("/face/+/request")

@Service
public class MqttClientSubscribeListener {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MqttClientSubscribeListener.class);

    @MqttClientSubscribe("/face/+/request")
    public void subQos0(String topic, byte[] payload) {
        logger.info("topic:{} payload:{}", topic, new String(payload, StandardCharsets.UTF_8));
    }
}

接收消息演示:

客户端页面

在设备和客户端启动后，以及Spring Boot客户端成功运行时，您可以在EMQX的管理界面上看到它们的状态显示。访问地址 : http://127.0.0.1:18083

设备对接的坑点和注意事项

emqx 的消息体内容大小太大, 导致服务端和客户端断开连接解决办法 : 调整报文大小5M基本合适

苹果手机上传后照片是歪着的, 导致设备无法提取人脸特征值解决办法: 判断宽高width > height 则使照片顺时针旋转90度, 代码如下

    /**
     * 根据图片URL，先进行压缩处理，再将其转换为Base64编码字符串。
     *
     * @return Base64编码的字符串，若输入URL为空或无效，则返回null
     */
    public static String compressAndEncodeToBase64(BufferedImage image) throws Exception {
        if (image == null) {
            return null;
        }
        System.out.println(image.getHeight() + ":" + image.getWidth());
        // 检查图像是否需要旋转
        if (image.getWidth() > image.getHeight()) {
            image = rotateImage90DegreesClockwise(image);
        }

        BufferedImage compressedImage = Thumbnails.of(image)
                .imageType(BufferedImage.TYPE_INT_RGB)
                .size(image.getWidth() / 4, image.getHeight() / 4)
                .keepAspectRatio(true)
                .asBufferedImage();
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        ImageIO.write(compressedImage, "jpg", baos);
        byte[] bytes = baos.toByteArray();
        return java.util.Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);
    }

    /**
     * 照片旋转90操作 为解决苹果手机上传后转base64图片歪着的问题
     */
    private static BufferedImage rotateImage90DegreesClockwise(BufferedImage image) {
        int width = image.getWidth();
        int height = image.getHeight();
        BufferedImage rotatedImage = new BufferedImage(height, width, image.getType());
        Graphics2D g2d = rotatedImage.createGraphics();
        g2d.translate((height - width) / 2.0, (height - width) / 2.0);
        g2d.rotate(Math.toRadians(90), height / 2.0, width / 2.0);
        g2d.drawRenderedImage(image, null);
        g2d.dispose();
        return rotatedImage;
    }