项目改造历程：从「有人云」到自建 MQTT 平台

背景

磨坊项目最初使用”有人云”商业物联网平台，后来决定迁移到自建 MQTT + API 服务器，基于以下考虑：

数据自主可控，不依赖第三方平台
定制化需求灵活实现（自定义告警、历史数据、Web SCADA）
与 Varka 现有基础设施统一（VPS 上的 Docker Compose 编排）

关键决策

决策点	选择	理由
架构路线	路线 A：STM32 作 Modbus 聚合从机，G780s 只轮询一台	简单可靠，无需在 G780s 上配置多台 Modbus 从机
数据格式	G780s 边缘 JSON 组包（`AT+EDGERPTMOD=1`）	不写 Modbus 解码器，G780s 直接输出结构化 JSON
MQTT TLS	本期一起做	安全不能后补，一次到位
多设备	单设备 FM001，不做设备管理	简化设计，后续需要再扩展
用户体系	admin + user 两个固定账号，不开放注册	内网系统，无需多租户
Flutter 身份	name=`mill`，bundle id=`com.varka.mill`，应用名”磨坊系统”	从”管道监控”模板独立出来

新链路

传感器（PT100×4 / 称重×4 / 流量 / 继电器）
   │ Modbus RTU
   ▼
STM32 F1（Modbus 主站采集变送器 + Modbus 从站 addr=10 对 G780s）
   │ USART3 / Modbus RTU
   ▼
G780s（Modbus 主站轮询 STM32 + 边缘 JSON 组包 + MQTT 客户端）
   │ MQTT 8883 (TLS), topic: device/FM001/up
   ▼
mqtt.varka.cn（Mosquitto + 密码 + ACL + LE 证书）
   │
   ▼
mill-api（Node.js：MQTT 订阅 → g780s_mapper.js → tele schema → 写库 → WS 广播）
   │
   ▼
api.varka.cn（Nginx + LE）
   │
   ▼
Flutter "磨坊系统"（com.varka.mill）

与旧链路的区别：

对比项	旧链路（有人云）	新链路（自建）
数据上报	G780s 透传 → 有人云平台	G780s 边缘 JSON → MQTT → mill-api
数据解析	第三方平台内置	自写 `g780s_mapper.js`
客户端	有人云 App	自研 Flutter 客户端
告警	平台规则引擎	后端阈值 + 适配器本地双重评估
历史数据	平台存储	自建 MySQL + API

分阶段实施

阶段 0：准备

用户操作：G780s FOTA 升级到固件 V2.4.01+
部署：VPS 上配置 Mosquitto passwordfile + aclfile（FM001 设备凭据 + mill-api 服务凭据）
联调：本地 docker compose up -d 跑通，用 mosquitto_pub 模拟一帧 G780s 边缘 JSON 验证字段映射

阶段 1：G780s 配置（纯 AT 命令）

MQTT 客户端配置（通道 1）：

AT+MQTTCFG=1,broker=mqtt.varka.cn,port=1883,clientid=dr154-fm001,keepalive=60,cleansession=1
AT+MQTTUSER=1,dr154-fm001
AT+MQTTPSW=1,<密码>
AT+MQTTWILL=1,1,device/FM001/up,1,0,{"t":"offline"}
AT+MQTTPUBTP=1,1,device/FM001/up,1,0
AT+MQTTSUBTP=1,1,device/FM001/down,1

边缘采集启用：

AT+EDGEEN=1
AT+EDGERPTMOD=1
AT+COLLECTTIME=2
AT+POLLTIME=100
AT+POLLTIMEOUT=300

16 项点表录入，对应 STM32 寄存器布局（G780s.h:10-25）：

name	slave	fc	reg	type	倍率
`seq`	10	0x03	0x0000	uint16	1
`temp0~3`	10	0x03	0x0001~0004	int16	0.1
`weight0~3`	10	0x03	0x0005~000B	int32 ABCD	1
`flow`	10	0x03	0x000D	uint16	待核
`total`	10	0x03	0x000E	uint32 ABCD	待核
`valid`	10	0x03	扩展位	uint16	1

上线后 G780s 上报的 JSON 格式：

{
  "params": {
    "dir": "up",
    "id": "<SN>",
    "r_data": [
      {"name": "seq", "value": "42", "err": "0"},
      {"name": "temp0", "value": "235", "err": "0"},
      {"name": "weight0", "value": "12345", "err": "0"}
    ]
  }
}

阶段 2：服务端 API 适配

g780s_mapper.js：将 G780s 边缘 JSON 映射为内部 tele schema：

isG780sEdgePayload(payload) 判别 {params:{dir:"up", r_data:[...]}} 形态
mapG780sEdgePayload(payload, fallbackDeviceId) 按 name 索引出 seq / temp[0-3] / weight[0-3] / flow / total / valid
温度倍率 0.1，err≠"0" 字段置 null，valid 缺省时按各点 err 拼简化 mask

state.js 分流：JSON.parse 后立即检测 G780s 形态并归一化，下游 switch 分支无需感知设备厂商，同时保留对 t:"tele" 直发设备的兼容。

用户 seed：启动时若 users 表为空，按 env 创建 admin / user 两个账号，幂等（仅空表插入）。

阶段 3：Flutter 适配

从”管道监控”模板改造为”磨坊系统”：

改动项	旧值	新值
pubspec name	`project`	`mill`
Application ID	`com.varka.pipemonitor`	`com.varka.mill`
应用名	管道监控系统	磨坊系统
温度通道	7 路（T0-T6）	4 路（T0-T3）
Dashboard 卡片	压力/流速/心跳全显示	值为 0/null 时隐藏

阶段 4：CI/CD 部署

GitHub Secrets 新增：JWT_SECRET、SEED_*、MYSQL_*、MQTT_*、MOSQUITTO_DEVICE_PWD
deploy-server.yml：rsync 前 ssh 渲染 /opt/pipe-monitor/.env，VPS 上渲染 Mosquitto passwordfile
健康检查保留 /health，push main 触发部署

阶段 5：MQTT TLS

Mosquitto 加 8883 listener，挂 Let’s Encrypt 证书
G780s AT：AT+SSLCFG=1,1 + AT+SSLAUTH=1,1（PEER）+ AT+SSLCRT=1,0,<LE root CA>
端口切到 8883，关闭 1883 公网

18 项任务清单

#	状态	任务
1	待处理	G780s FOTA 升级
2	待处理	VPS Mosquitto 配置
3	待处理	本地 docker-compose 联调
4	待处理	G780s MQTT 客户端 AT 配置
5	待处理	G780s 边缘采集 AT 配置
6	待处理	G780s 16 项点表录入
7	待处理	上线抓包验证
8	✅ 完成	`g780s_mapper.js` 映射器
9	✅ 完成	`state.js` 分流接入
10	✅ 完成	用户 seed
11	✅ 完成	Flutter 项目改名
12	✅ 完成	Flutter 温度 4 通道适配
13	🟡 进行中	Flutter UI 隐藏空值卡片
14	待处理	Flutter 注册入口复核
15	待处理	GitHub Secrets 配置
16	待处理	deploy-server.yml 修改
17	待处理	端到端验证
18	待处理	MQTT TLS

工作量

阶段	预估
0 准备	0.5 天
1 G780s 配置	1 天
2 API 适配	0.5 天
3 Flutter 适配	0.5 天
4 CI/CD	0.5 天
5 MQTT TLS	0.5 天
合计	3.5 天

已确认的非计划信息

Flutter 项目原本只有 Android 平台，无 ios/ 目录
原 namespace com.varka.pipemonitor 表明模板源自”管道监控”项目
Dart 代码全部使用相对 import，pubspec name 改动不影响任何 import 语句
mill-api 的 db.js 已带 findUserByUsername / createUser，seed 直接复用
Mosquitto 现有 aclfile.template 已有 FM001 条目，与本期 topic 完全一致
state.js 还有一条 gateway 离线告警分支（device/+/gateway/status），用 LWT 实现可触发离线告警