[ラズパイ] MQTTをローカルネットワーク間で通信してみる〜対話型コンソールの導入

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2020/11/02

【ラズパイ x IoTネットワーク】MQTTをローカルネットワーク間で通信してみる

以前の記事の内容

でnode.jsのmqttクライアントモジュールであるmqtt.jsを使って簡単なMQTT接続を試しました。

mqtt.jsを使う際に単純にコマンドを叩くだけではブローカーに接続を切断する時にプロセスが走ったまま終了しない状態になります。

今回はコマンドプロンプトから対話型の操作を導入して、通信状態を管理するやり方を整えてみます。

【ラズパイ x IoTネットワーク】MQTTをローカルネットワーク間で通信してみる

Node.jsをベースにラズパイをMQTTクライアントにして、パソコン側に構築したブローカー(MQTTサーバー)を介して通信してみます。

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prompts.js

標準入出力用のnpmパッケージである

prompts.js

から対話型のスクリプトを作成します。

前回のmqttサブスクライバを設定した項目

から以降の内容に置き換えて話をしていきます。

開く/閉じる

            $ npm i prompts -s
#OR
$ yarn add prompts -S

公式にあるようにサンプルのコードを走らせてみます。

prompt.js

というファイル名で以下のコードの内容で保存します。

開く/閉じる

            const prompts = require('prompts');

(async () => {
    const response = await prompts({
        type: 'number',
        name: 'value',
        message: 'How old are you?',
        validate: value => value < 18 ? `Nightclub is 18+ only` : true
    });
    console.log(response); // => { value: 24 }
})();

このコードを動かしてみると、自前で実装せずとも

validate

関数で判定条件を定義すると簡単に対話型のアプリにすることができます。

開く/閉じる

            $ node prompt.js
? How old are you? › 13
› Nightclub is 18+ only
✔ How old are you? … 45
{ value: 45 }

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mqttクライアントで利用する

では

select

タイプの質問形式でプログラムを選択するようなプログラムの雛形を作成してみます。先程の

prompt.js

の中身を以下のコードの内容に変更します。

開く/閉じる

            const prompts = require('prompts');

function sleep(_ms) {
    return new Promise((resolve) => {
        setTimeout(resolve, _ms)
    });
}

async function planA() {
    console.log('Plan-A has begun.');
    await sleep(1000);
    console.log('Plan-A finished.');
}

async function planB() {
    console.log('Plan-B has begun.');
    await sleep(2000);
    console.log('Plan-B finished.');
}

async function main() {
    console.log('Start');

    while (true) {
        const question = [
            {
                type: "select",
                name: "plan",
                message: "Order?",
                choices: [
                    { title: "Plan A", value: "a" },
                    { title: "Plan B", value: "b" },
                    { title: "Quit", value: "q" }
                ]
            }
        ];

        const response = await prompts(question);
        console.log(response);
        if (!Object.keys(response).length || response.plan == "q") {
            console.log('Done!');
            break;
        } else if (response.plan == "a") {
            await planA();
        } else if (response.plan == "b") {
            await planB();
        }
    }
}

main();

Plan A

を選択すると、responseで返るオブジェクトのplanプロパティに

a

が返り、同期的に

planA

関数が処理されます。

Plan B

も同様です。

また

Quit

が選択されると、

response.plan

が

q

となり処理が終了します。

Cntl + c

キーで終了したい場合には、空のオブジェクトを判定して終了処理になります。

ということでこれを実行すると、

開く/閉じる

            $ node prompt.js
start
✔ Order? › Plan A
{ plan: 'a' }
Plan-A has begun.
Plan-A finished.
✔ Order? › Plan B
{ plan: 'b' }
Plan-B has begun.
Plan-B finished.
✔ Order? › Quit
{ plan: 'q' }
Done!

のような対話的に処理が流れるようなプログラムに仕上がりました。

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mqttクライアントの動作を組み込む

本題であったmqttクライアントの処理を先程の雛形

prompt.js

を拡張して作成します。

今回はMQTTブローカーに接続する、サブスクリプションを登録する、サブスクリプションを止める、程度の処理を行います。

コードを

index_sync.js

として以下の内容で保存します。なお、ブローカーのアドレスは

192.168.0.200

で起動したとします。

開く/閉じる

            const prompts = require('prompts');
const mqtt = require('mqtt');
let mqttClient;

async function mqttConnect() {
    if (!mqttClient) {
        mqttClient = mqtt.connect('mqtt://192.168.0.200:1883');
        mqttClient.on('connect', () => {
            console.log('Connected.');
        });
        mqttClient.on('message', (topic_, message) => {
            console.log('subscriber received topic:', topic_, 'message:', message.toString());
        });
    } else {
        console.log('Already Has Connected.');
    }
}

async function mqttSubscrive() {
    if (mqttClient) {
        const topic = 'hoge/piyo/fuga';
        mqttClient.subscribe(topic, (err, granted) => {
            console.log('Subscribed.');
        });
    } else {
        console.log('MQTT Client is an empty.');
    }
}

async function mqttUnsubscrive() {
    if (mqttClient) {
        const topic = 'hoge/piyo/fuga';
        mqttClient.unsubscribe(topic, (err, granted) => {
            console.log('Unsubscribed.');
        });
    } else {
        console.log('MQTT Client is an empty.');
    }
}

async function main() {
    console.log('Start');

    while (true) {
        const question = [
            {
                type: "select",
                name: "plan",
                message: "Order?",
                choices: [
                    { title: "Connect", value: "c" },
                    { title: "Subscrive", value: "s" },
                    { title: "Unsubscrive", value: "u" },
                    { title: "Quit", value: "q" }
                ]
            }
        ];
        const response = await prompts(question);
        console.log(response);
        if (!Object.keys(response).length || response.plan == "q") {
            console.log('Done!');
            if (mqttClient) {
                mqttClient.end();
            }
            break;
        } else if (response.plan == "c") {
            await mqttConnect();
        } else if (response.plan == "s") {
            await mqttSubscrive();
        } else if (response.plan == "u") {
            await mqttUnsubscrive();
        }
    }
}

main();