EMQX 规则引擎系列(一):数据桥接到消息队列(Kafka)

EMQX 3.2 版本引入了 “规则引擎” 功能,支持在 EMQX Broker 筛选终端上报的数据,处理后流至后端数据库或其他的消息队列。本篇以具体场景来说明 “如何使用规则引擎将消息转发至 Kafka”

场景介绍

该场景需要将 EMQX 指定主题下且满足条件的消息桥接到 Kafka 。为了便于后续分析检索,消息内容需要进行拆分。

该场景下设备端上报信息如下:

  • 上报主题:cmd/state/:id,主题中 id 代表车辆客户端识别码

  • 消息体:

    {
      "id": "NXP-058659730253-963945118132721-22", // 客户端识别码
      "speed": 32.12, // 车辆速度
      "direction": 198.33212, // 行驶方向
      "tachometer": 3211, // 发动机转速,数值大于 8000 时才需存储
      "dynamical": 8.93, // 瞬时油耗
      "location": { // GPS 经纬度数据
        "lng": 116.296011,
        "lat": 40.005091
      },
      "ts": 1563268202 // 上报时间
    }
    

当上报数据发动机转速数值大于 8000 时,存储当前信息以便后续分析用户车辆使用情况。

准备工作

创建Kafka主题

./bin/kafka-topics.sh --create --bootstrap-server localhost:9092 --topic 'emqx_rule_engine_output' --partitions 1 --replication-factor 1

创建 Kafka Rule 之前必须先在 Kafka 中创建好主题,否则创建 Kafka Rule 失败。

配置说明

创建资源

打开 EMQX Dashboard,进入左侧菜单的 资源 页面,点击 新建 按钮,键入 Kafka 服务器信息进行资源创建。 WX201907181413252x.png

EMQX 集群中节点所在网络环境可能互不相同,资源创建成功后点击列表中 状态按钮,查看各个节点资源连接状况,如果节点上资源不可用,请检查配置是否正确、网络连通性,并点击 重连 按钮手动重连。

image20190716173259015.png

创建规则

进入左侧菜单的 规则 页面,点击 新建 按钮,进行规则创建。这里选择触发事件 消息发布,在消息发布时触发该规则进行数据处理。

选定触发事件后,我们可在界面上看到可选字段及示例 SQL:

image20190716174727991.png

筛选所需字段

规则引擎使用 SQL 语句进行 处理/整型 终端消息或连接事件等。该业务中我们只需将 payload 中关键字段筛选出来进行使用。为此可使用 payload.<fieldname> 格式来选择 payload 中的字段。此外,除 payload 中的内容外,还需要保存消息的 id 信息。则 SQL 可配置为如下格式:

SELECT
  payload.id as client_id, payload.speed as speed, 
  payload.tachometer as tachometer,
  payload.ts as ts, id
FROM
  "message.publish"
WHERE
  topic =~ 't/#'

确立筛选条件

使用 SQL 语句 WHERE 字句进行条件筛选,该业务中我们需要定义两个条件:

  • 仅处理 cmd/state/:id 主题,使用主题通配符 =~topic 进行筛选:topic =~ 'cmd/state/+'
  • 仅处理 tachometer > 8000 的消息,使用比较符对 tachometer 进行筛选:payload.tachometer > 8000

组合上一步骤得到 SQL 如下:

SELECT
  payload.id as client_id, payload.speed as speed, 
  payload.tachometer as tachometer,
  payload.ts as ts,
  id
FROM
  "message.publish"
WHERE
  topic =~ 'cmd/state/+'
  AND payload.tachometer > 8000

使用 SQL 测试功能进行输出测试

借助 SQL 测试功能,我们可以实时查看当前 SQL 处理后的数据输出,该功能需要我们指定 payload 等模拟原始数据。

payload 数据如下,注意更改 tachometer 数值大小,以满足 SQL 条件:

{
  "id": "NXP-058659730253-963945118132721-22",
  "speed": 32.12,
  "direction": 198.33212,
  "tachometer": 9001,
  "dynamical": 8.93,
  "location": {
    "lng": 116.296011,
    "lat": 40.005091
  },
  "ts": 1563268202
}

点击 SQL 测试 切换按钮,更改 topicpayload 为场景中的信息,点击 测试 按钮查看数据输出: image20190716184242159.png

测试输出数据为:

{
  "client_id": "NXP-058659730253-963945118132721-22",
  "id": "589A429E9572FB44B0000057C0001",
  "speed": 32.12,
  "tachometer": 9001,
  "ts": 1563268202
}

测试输出与预期相符,我们可以进行后续步骤。

添加响应动作,桥接消息到 Kafka

SQL 条件输入输出无误后,我们继续添加相应动作,配置写入 SQL 语句,将筛选结果桥接到 Kafka。

点击响应动作中的 添加 按钮,选择 桥接数据到Kafka 动作,选取刚刚选定的资源,Kafka 主题填写上文创建的emqx_rule_engine_output

WX201907181416302x.png

测试

预期结果

我们成功创建了一条规则,包含一个处理动作,动作期望效果如下:

  1. 设备向 cmd/state/:id 主题上报消息是,当消息中的 tachometer 数值超过 8000 时将命中 SQL,规则列表中 已命中 数字增加 1;
  2. Kafka 的 emqx_rule_engine_output 主题 将增加一条消息,数值与当前消息一致。

使用 Dashboard 中的 Websocket 工具测试

切换到 工具 --> Websocket 页面,使用任意信息客户端连接到 EMQX,连接成功后在 消息 卡片发送如下信息:

  • 主题:cmd/state/NXP-058659730253-963945118132721-22

  • 消息体:

    {
      "id": "NXP-058659730253-963945118132721-22",
      "speed": 32.12,
      "direction": 198.33212,
      "tachometer": 8081,
      "dynamical": 8.93,
      "location": {
        "lng": 116.296011,
        "lat": 40.005091
      },
      "ts": 1563268202
    }
    

image20190716190238252.png

点击 发送 按钮,查看得到当前规则已命中统计值为 1。

然后通过 Kafka 命令去查看消息是否生产成功:

./bin/kafka-console-consumer.sh --bootstrap-server localhost:9092 --topic emqx_rule_engine_output --from-beginning
{"client_id":"NXP-058659730253-963945118132721-22","id":"58DEE9D97711EF440000017B30002","speed":32.12,"tachometer":8081,"ts":1563268202}

至此,我们通过规则引擎实现了使用规则引擎桥接消息到 Kafka 的业务开发。

开源版规则引擎仅支持转发到 Web Server, 转发到 Kafka 的功能仅在企业版中发行

免费试用 EMQX Cloud
全托管的云原生 MQTT 消息服务
开始试用 →

推荐阅读

EMQX 规则引擎系列(三)存储消息到 InfluxDB 时序数据库

InfluxDB 是一个用于存储和分析时间序列数据的开源数据库,内置 HTTP API,类 SQL 语句的支持和无结构的特性对使用者而言都非常友好。它强大的数据吞吐能力以及稳定的性能表现使其非常适合 IoT 领域。

2019-07-31
EMQX 规则引擎系列 (八)桥接消息到 MQTT Broker

桥接是一种连接多个 EMQX 或者其他 MQTT 消息中间件的方式。不同于集群,工作在桥接模式下的节点之间不会复制主题树和路由表

2019-10-18
EMQX Enterprise (MQTT Broker) + Apache Kafka 构建高性能物联网消息处理后台

互联网应用中普遍集成消息队列以进行削峰、限流、队列处理等操作,实现数据与业务的解耦,借助 EMQX 提供的 RabbitMQ、Kafka、RocketMQ、Pulsar 等消息与流中间件桥接功能,物联网项目也可以使用该模型来解决以上问题。

2019-12-17