vuejs、eggjs、mqtt全栈式开发设备管理系统

vuejs、eggjs、mqtt全栈式开发简单设备管理系统

业余时间用eggjs、vuejs开发了一个设备管理系统，通过mqtt协议上传设备数据至web端实时展现，包含设备参数分析、发送设备报警等模块。收获还是挺多的，特别是vue的学习，这里简单记录一下：

源码地址：https://github.com/caiya/vuejs-admin，写文不易，有帮助的话麻烦给个star，感谢！

技术栈

前端：vue、vuex、vue-router、element-ui、axios、mqttjs
后端：eggjs、mysql、sequlize、restful、oauth2.0、mqtt、jwt

• 用户模块（用户管理，用户增删改查）
• 设备模块（设备管理、设备参数监控、设备参数记录、设备类别管理、参数管理等）
• 授权模块（引入OAuth2.0授权服务，方便将接口以OAuth提供第三方）
• 消息模块（用户申请帮助消息、设备参数告警消息等）

效果图（对一个后端css永远是内伤）

登录页：

主页：

设备页：

设备参数监控页：

前台

项目结构

前端使用vue-cli脚手架构建，基本目录结构如下：

main.js入口

vue项目的入口文件，这里主要是引入iconfont、element-ui、echarts、moment、vuex等模块。

// The Vue build version to load with the `import` command
// (runtime-only or standalone) has been set in webpack.base.conf with an alias.
import Vue from 'vue'
import App from './App'
import router from './router'
import { axios } from './http/base'

import ElementUI from 'element-ui'
import 'element-ui/lib/theme-chalk/index.css'

import './assets/fonts/iconfont.css'

import ECharts from 'vue-echarts/components/ECharts'
// import ECharts modules manually to reduce bundle size
import 'echarts/lib/chart/line'
import 'echarts/lib/component/tooltip'

// register component to use
Vue.component('chart', ECharts)

import store from './store'

import moment from 'moment'
Vue.prototype.$moment = moment

Vue.use(ElementUI)

// 引入mqtt
import './mq'

Vue.config.productionTip = false

// 挂载到prototype上面，确保组件中可以直接使用this.axios
// Vue.prototype.axios = axios

/* eslint-disable no-new */
new Vue({
  el: '#app',
  router,
  store,
  components: { App },
  template: '<App/>'
})

注意：
    1、引入比较大的模块比如echarts时，尽量手动按需进行模块导入，节省打包文件大小
    2、一般通过将模块比如moment挂载到Vue的prototype上面，这样就可以在任意vue组件中使用*this.$moment*进行moment操作了
    3、iconfont是阿里的图标样式，下载下来后放入assets中再引入即可

vuex引入

vuex引入的时候采用了模块话引入，入口文件代码为：

import Vue from 'vue'
import Vuex from 'vuex'
import user from './modules/user'
import devArgsMsg from './modules/devArgsMsg'

Vue.use(Vuex)

export default new Vuex.Store({
    modules: {
        user,
        devArgsMsg
    }
})

其中user、devArgsMsg为两个独立模块，这样分模块引入可以避免项目过大结构不清晰的问题。其中user.js模块代码：

import * as TYPES from '../mutation.types'

const state = {
    userInfo: JSON.parse(localStorage.getItem('userInfo') || '{}'),
    token: localStorage.getItem('token') || ''
}

const actions = {
    
}

const mutations = {
    [TYPES.LOGIN]: (state, loginData) => {
        state.userInfo = loginData.user
        state.token = loginData.token
        localStorage.setItem('userInfo', JSON.stringify(loginData.user))
        localStorage.setItem('token', loginData.token)
    },
    [TYPES.LOGOUT]: state => {
        state.userInfo = {}
        state.token = ''
        localStorage.removeItem('userInfo')
        localStorage.removeItem('token')
    }
}

const getters = {

}

export default {
    state,
    actions,
    mutations,
    getters
}

关于mutations.type.js：

// 各种mutation类型

// 用户模块
export const LOGOUT = 'LOGOUT'
export const LOGIN = 'LOGIN'

// 设备模块
export const SETDEVARGSMSG = 'setDevArgsMsg'

注意：
    1、mutations的名称定义时遵循官方，一般定义为常量
    2、state的数据只有通过mutation才能操作，不能直接在组件中设置state，否则无效
    3、mutation中的操作都是同步操作，异步操作或网络请求或同时多个mutation操作可以放入action中进行
    4、用户信息、登录token一般放入h5的localStorage，这样刷新页面保证关键数据不丢失
    5、vuex中的getters相当于state的计算属性，监听state数据变动时可以使用getters

vue-router路由模块

路由模块基本使用：

import Vue from 'vue'
import Router from 'vue-router'

import store from '../store'

Vue.use(Router)

const router = new Router({
  mode: 'history',
  routes: [
    {
      path: '/',
      name: 'Login',
      component: resolve => require(['@/views/auth/Login'], resolve)
    },
    {
      path: '',   // 默认地址为登录页
      name: '',
      component: resolve => require(['@/views/auth/Login'], resolve)
    },
    {
      path: '/main',
      name: '',
      component: resolve => require(['@/views/Main'], resolve),
      meta: {
        requireAuth: true,    // 添加该字段，表示进入这个路由是需要登录的
        nav: '欢迎页'
      },
      children: [{
        path: 'user',
        component: resolve => require(['@/views/user/List'], resolve),
        name: 'UserList',
        meta: {
          requireAuth: true,
          nav: '用户管理',
          activeItem: '1-1'
        },
      }, {
        path: 'user/setting/:userId?',
        name: 'UserSetting',
        component: resolve => require(['@/views/user/Setting'], resolve),
        meta: {
          requireAuth: true,
          nav: '资料设置',
          activeItem: '1-2'
        },
      }, {
        path: 'device',
        component: resolve => require(['@/views/device/List'], resolve),
        name: 'Device',
        meta: {
          requireAuth: true,
          nav: '设备列表',
          activeItem: '3-1'
        },
      },{
        path: 'device/edit/:devId?',
        component: resolve => require(['@/views/device/Edit'], resolve),
        name: 'DeviceEdit',
        meta: {
          requireAuth: true,
          nav: '设备编辑',
          activeItem: '3-1'
        },
      },{
        path: 'device/type',
        component: resolve => require(['@/views/devType/List'], resolve),
        name: 'DevTypeList',
        meta: {
          requireAuth: true,
          nav: '设备类别',
          activeItem: '3-2'
        },
      }, {
        path: 'device/arg',
        component: resolve => require(['@/views/devArg/List'], resolve),
        name: 'DevArgList',
        meta: {
          requireAuth: true,
          nav: '设备参数',
          activeItem: '3-3'
        },
      },{
        path: 'device/monitor',
        component: resolve => require(['@/views/device/Monitor'], resolve),
        name: 'DevMonitor',
        meta: {
          requireAuth: true,
          nav: '设备监控',
          activeItem: '3-4'
        },
      },  {
        path: '',   // 后台首页默认页
        component: resolve => require(['@/views/common/Welcome'], resolve),
        name: 'Welcome',
        meta: {
          requireAuth: true,
          nav: '欢迎页'
        },
      }]
    }
  ]
})

其中，每个路由的meta元数据中加入requireAuth字段，以便识别该路由是否需要授权，再在router.beforeEach的钩子函数中作相应判断：

router.beforeEach((to, from, next) => {
  if (to.path === '/' && store.state.user.token) {
    return next('/main')
  }
  if (to.meta.requireAuth) {    // 如果需要拦截
    if (store.state.user.token) {
      next()
    } else {
      next({
        path: '/',
        query: {
          redirect: to.fullPath
        }
      })
    }
  } else {
    next()
  }
})

export default router

其中store.state.user.token为用户登录成功后写入vuex中的token数据，这里用来判断是否已登录，已登录过的再次访问首页（登录页）则直接跳转至后台主页，否则重定向至登录页。

axios发送http请求

axios是vue官方推荐的xmlhttprequest类库，使用起来比较方便：

/*
 * @Author: cnblogs.com/vipzhou
 * @Date: 2018-02-22 21:29:32 
 * @Last Modified by: mikey.zhaopeng
 * @Last Modified time: 2018-02-22 21:48:40
 */
import axios from 'axios'

import router from '../router'
import store from '../store'

// axios 配置
axios.defaults.timeout = 10000
axios.defaults.baseURL = '/api/v1'

// 请求拦截器
axios.interceptors.request.use(config => {
  if (store.state.user.token) {   // TODO 判断token是否存在
    config.headers.Authorization = `Bearer ${store.state.user.token}`
  }
  return config
}, err => {
  return Promise.reject(err)
})

axios.interceptors.response.use(response => {
  return response
}, err => {
  if (err.response) {
    switch (err.response.status) {
      case 401:
        store.commit('LOGOUT')
        router.replace({ path: '/', query: { redirect: router.currentRoute.fullPath } })
        break
      case 403:
        store.commit('LOGOUT')
        router.replace({ path: '/', query: { redirect: router.currentRoute.fullPath } })
        break
    }
  }
  return Promise.reject(new Error(err.response.data.error || err.message))
})

/**
 * @param  {string} url
 * @param  {object} params={}
 */
const fetch = (url, params = {}) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    axios.get(url, {
      params
    }).then(res => {
      resolve(res.data)
    }).catch(err => {
      reject(err)
    })
  })
}
/**
 * @param  {string} url
 * @param  {object} data={}
 */
const post = (url, data = {}) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    axios.post(url, data).then(res => {
      resolve(res.data)
    }).catch(err => {
      reject(err)
    })
  })
}

/**
 * @param  {string} url
 * @param  {object} data={}
 */
const put = (url, data = {}) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    axios.put(url, data).then(res => {
      resolve(res.data)
    }).catch(err => {
      reject(err)
    })
  })
}
/**
 * @param  {string} url
 * @param  {object} params={}
 */
const del = (url) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    axios.delete(url, {}).then(res => {
      resolve(res.data)
    }).catch(err => {
      reject(err)
    })
  })
}

export { axios, fetch, post, put, del }

封装完基本http请求之后，其余模块在改基础上封装即可，比如用户user.js的http：

/*
 * @Author: cnblogs.com/vipzhou
 * @Date: 2018-02-22 21:30:19 
 * @Last Modified by: vipzhou
 * @Last Modified time: 2018-02-24 00:12:00
 */

import * as http from './base'

/**
 * 登陆
 * @param {object} data 
 */
const login = (data) => {
  return http.post('/users/login', data)
}

/**
 * 获取用户列表
 * @param {object} params 
 */
const getUserList = params => {
  return http.fetch('/users', params)
}
/**
 * 删除用户
 * @param  {object} params
 */
const deleteUserById = id => {
  return http.del(`/users/${id}`)
}
/**
 * 获取用户详情
 * @param  {id} id
 */
const getUserDetail = id => {
  return http.fetch(`/users/${id}`, {})
}

/**
 * 保存用户信息
 * @param {object} user 
 */
const updateUserInfo = user => {
  if (!user.id) {
    return Promise.reject(new Error(`arg id can't be null`))
  }
  return http.put(`/users/${user.id}`, user)
}

/**
 * 添加用户
 * @param {user对象} user 
 */
const addUser = user => {
  return http.post('/users', Object.assign({
    password: '123456'
  }, user))
}

/**
 * 退出登陆
 * @param {email} email 
 */
const logout = email => {
  return http.post('/users/logout', {
    email
  })
}

export { login, getUserList, deleteUserById, getUserDetail, updateUserInfo, addUser, logout }

注意：
    1、通过baseURL配置项可以配置接口的基础path
    2、通过request的interceptors，可以实现任意请求前先判断本地有无token，有的话写入header或query等地方，从而实现token发送
    3、通过response的interceptors可以对响应数据做进一步处理，比如401或403跳转至登录页、报错时直接reject返回err信息等
    4、基本的rest请求方式代码封装基本一致，只是method不同而已

关于mqtt模块

mqtt是一种传输协议，转为IOT物联网模块而生，特点是长连接、轻量级等，nodejs使用mqtt模块作为客户端，每个mqtt都有一个server端（mqtt broker），这里使用公共broker：ws://mq.tongxinmao.com:18832/web。

mqtt采用简单的发布订阅模式，消息发布者（一般是设备端）发布设备相关消息至某个topic（topic支持表达式写法），消费者（一般是各个应用程序）接收消息并持久化处理等。

import mqtt from "mqtt"
import Vue from "vue"
import store from '../store'

import { Notification } from 'element-ui'

let client = null

// 开启订阅（登录成功后调用）
export const startSub = () => {
  client = mqtt.connect("ws://mq.tongxinmao.com:18832/web")
  client.on("connect", () => {
    client.subscribe("msgNotice")   // 订阅消息类通知主题
    client.subscribe("/devices/#")    // 订阅所有设备相关主题
    console.log("链接mqtt成功，并已订阅相关主题")
  }).on('error', err => {
    console.log("链接mqtt报错", err)
    client.end()
    client.reconnect()
  }).on("message", (topic, message) => {
    console.log('topic', topic);
    // message is Buffer
    if (topic + '' === 'msgNotice') {   // 消息类通知主题
      Notification({
        title: '通知',
        type: "success",
        message: JSON.parse(message.toString()).msg
      })
    } else {    // 设备相关主题，这里将各个模块消息写入各个模块的vuex state中，然后各个模块再getter取值
      const devId = topic.substring(9);
      const arg = {
        devId,
        msg: message.toString()
      }
      console.log('收到设备上传消息：', arg);
      store.commit('setDevArgsMsg', arg);
    }
  })

  Vue.prototype.$mqtt = client    // 方便在vue组件中可以直接使用this.$mqtt -> client
}

// 关闭订阅（退出登录时调用）
export const closeSub = () => {
  client && client.end()
}

注意：
    1、前台应用作为一个mqtt客户端，后台也作为一个客户端，所有的实时设备消息前后端都能接收到，前端负责展现层、后端负责持久层
    2、前后端只需监听/devices/#主题即可，所有的设备消息都发送到/devices/设备id，这样前后端获取topic名称即可判断当前消息来源于哪个设备
    3、mqtt链接error时采用client.reconnect()进行重连操作
    4、mqtt还负责用户登录、退出之类的消息推送，收到消息直接调用element-ui中的Notification提示即可
    5、设备参数实时消息mqtt接收到后存入vuex的state中，各个组件再使用getters监听取值再实时图表展示

关于mqtt实时推送

设备端发送的实时参数消息发送至主题/devices/设备id，消息格式为：参数名1:参数实时值1|参数名2:参数实时值2|参数名3:参数实时值3...

浏览器端mqtt收到的实时消息通过store.commit('setDevArgsMsg', arg);放入vuex中，其中arg格式为：

{
    devId,      // 当前设备id
    msg: message.toString()     // 报警消息
}

vuex中的写法为：

const mutations = {
    [TYPES.SETDEVARGSMSG]: (state, {msg = '', devId = ''}) => {
        const time = moment().format('YYYY/MM/DD HH:mm:ss')
        const argValues = msg.split('|')
        argValues.forEach(item => {
            state.msgs.push({
                name: time,
                value: [time, item.split(':')[1], item.split(':')[0], devId],
            })
        })
    }
}

const getters = {
    doneMsg: state => {
        return state.msgs
    }
}

拿到实时消息遍历取出存入state中，这里声明doneMsg这个getters，方便在监控页面直接监听，监控页面写法：

前端遇到的问题

主页左侧菜单栏页面刷新时高亮丢失

解决办法是：在每个router的meta中定义activeItem字段，表示当前路由对应高亮的左侧菜单：

面包屑导航动态改变

解决办法是：监听$route路由对象，重新设置导航内容：

后端

后端接口使用restful风格，提供OAuth2授权，基于eggjs、mysql开发：

Eggjs中使用koa2中间件

其实只需要在config.default.js中设置中间件：

// add your config here
config.middleware = ['errorHandler', 'auth'];

然后再在app/middleware目录下建立一个同名文件，比如：err_handler.js，然后写入中间件内容即可。

使用koa2中间件，直接引入：

module.exports = require('koa-jwt')

使用自定义中间件，写法如下：

module.exports = () => {
  return (ctx, next) => {
    return next().catch (err => {
      console.log('err: ', err)
      // 所有的异常都在 app 上触发一个 error 事件，框架会记录一条错误日志
      ctx.app.emit('error', err, ctx);

      const status = err.status || 500;
      // 生产环境时 500 错误的详细错误内容不返回给客户端，因为可能包含敏感信息
      const error = status === 500 && ctx.app.config.env === 'prod'
        ? 'Internal Server Error'
        : err.message;

      // 从 error 对象上读出各个属性，设置到响应中
      ctx.body = { error };
      if (status === 422) {
        ctx.body.error_description = err.errors;
      }
      ctx.status = status;
    })
  }
};

关于路由

项目路由不算复杂，rest风格路由定义也比较简单：

'use strict';

/**
 * @param {Egg.Application} app - egg application
 */
module.exports = app => {
  const { router, controller } = app;

  // OAuth controller
  app.get('/oauth2', controller.oauth.authorize);
  app.all('/oauth2/token', app.oAuth2Server.token(), 'oauth.token');   // 获取token
  app.all('/oauth2/authorize', app.oAuth2Server.authorize());      // 获取授权码
  app.all('/oauth2/authenticate', app.oAuth2Server.authenticate(), 'oauth.authenticate');    // 验证请求
  
  // rest接口
  router.post('/api/v1/users/login', controller.v1.users.login);
  router.post('/api/v1/users/logout', controller.v1.users.logout);
  router.post('/api/v1/tools/upload', controller.v1.tools.upload);
  router.resources('users', '/api/v1/users', controller.v1.users);
  ...其它接口省略
};

Jwt验证

前后端接口统一采用jwt验证，用户登录成功时调用jwt sign服务生成token返回：

const ctx = this.ctx
    ctx.validate(users_rules.loginRule)
    const {email, password} = ctx.request.body
    const user = await ctx.model.User.getUserByArgs({email}, '')
    if (!user) {
      ctx.throw(404, 'email not found')
    }
    if (!(ctx.service.user.compareSync(password, user.hashedPassword))) {
      ctx.throw(404, 'password wrong')
    }
    delete user.dataValues.hashedPassword

    // 发送登录通知
    msgNoticePub({msg: `用户${user.email}在${moment().format('YYYYMMDD hh:mm:ss')}登录系统，点击查看用户信息`, type: 'login'})

    ctx.body = {
      user,
      token: await ctx.service.auth.sign(user)  // 生成jwt token
    }

这里的auth.sign的service写法如下：

const Service = require('egg').Service;
const jwt = require('jsonwebtoken')

class AuthService extends Service {
  sign(user) {
    let userToken = {
      id: user.id
    }
    const token = jwt.sign(userToken, this.app.config.auth.secret, {expiresIn: '7d'})
    return token
  }
  
}

module.exports = AuthService;

Postal.js发布订阅

使用postal.js发布订阅，确保代码模块清晰，postal的发布订阅模式简单如下：

postal.publish({    // 動態讓客戶端訂閲
    channel: "msg",
    topic: "item.notice",
    data: {...data}         // 发送的消息 {msg: "xxx设备掉线了...."}
})

// 动态给前端推送消息
postal.subscribe({
    channel: "msg",
    topic: "item.notice",
    callback: function (data, envelope) {
    client.publish('msgNotice', JSON.stringify(data))       // 向前端发布消息
    console.log('向前端推送消息成功：', JSON.stringify(data))
    }
})

Model模型定义

eggjs下定义数据库数据模型比较简单，在app/model目录下新建任意文件，如下是定义一个role模型：

'use strict'

module.exports = app => {
  const { STRING, INTEGER, DATE, TEXT } = app.Sequelize;

  const Role = app.model.define('role', {
    role: {type: STRING, allowNull: false, unique: true},   // 角色名英文
    roleName: {type: STRING, allowNull: false, unique: true},   // 角色名称（中文）
    pid: TEXT,    // 权限id集合
    permission: TEXT      // 权限url集合
  }, {
    createdAt: 'createdAt',
    updatedAt: 'updatedAt',
    freezeTableName: true
  });

  return Role;
};

关于部署

eggjs还是比较nice的一个框架，部署时可以摆脱pm2，egg-cluster也比较稳定，适合直接线上部署，直接上线后：

npm start   // 启动应用
npm stop    // 停止应用

nginx部署前端也比较简单就不说明了，简单记录就这么多，有机会再分享。