背景
物联网场景中，设备产线烧录不同三元组成本很高，Android设备更是无法独立烧录三元组，IoT 存量设备迁移更是无法预置身份三元组，面对这种场景，IoT物联网平台提供了无需预注册三元组，在设备运行时通过MQTT动态注册，获取认证信息，再发起设备业务连接的方案。
安全提示
对于一型一密免预注册方式，请在设备端使用4.X版C SDK。该SDK包含DAS（设备取证服务），可以对设备可能产生的安全事件进行风控。物联网平台不承担因设备端没有使用该SDK而导致的安全风险。
流程图
设备动态注册三元组流程如下：
![image.png]( "image.png")
开发实战
创建产品
我们接入 IoT 物联网平台，注册一个新产品：Android设备。
进入产品详情，获取productKey和productSecret。开启动态注册功能，如下图：
![image.png]( "image.png")
接下来，我们无需按常规流程，在控制台注册设备，而是直接开发设备端程序。
设备端开发
我们以Node.js代码演示设备动态注册原理。
动态注册
设备发送CONNECT报文，报文中包含动态注册参数，请求建立连接。
• MQTT连接域名：公共实例的连接域名为${YourProductKey}.iot-as-mqtt.${YourRegionId}.aliyuncs.com:1883。
MQTT动态注册的CONNECT报文参数和取值结构如下：
mqttClientId: clientId+"|securemode=2,authType=regnwl,random=xxxx,signmethod=xxx|"
mqttUserName: deviceName+"&"+productKey
mqttPassword: sign_hmac(productSecret,content)
• mqttClientId组成结构：clientId+"|securemode=2,authType=regnwl,random=xxxx,signmethod=xxx|"
参数取值中包含的详细参数如下表。
![image.png]( "image.png")
• mqttUserName组成结构：deviceName+"&"+productKey示例：device1&al123456789。
• mqttPassword计算方法：sign_hmac(productSecret,content)其中，content的值是拼接串（"deviceName"+device1+"productKey"+al123456789+"random"+123456）
hmac_sha1(h1nQFYPZS0mW2352, deviceNamedevice1productKeyal123456789random123)
免预注册认证方式，设备注册成功后，物联网平台使用Topic：/ext/regnwl，返回ClientID、DeviceToken。
IoT 物联网平台推送的设备身份消息Payload格式如下：
{
"productKey" : "xxx",
"deviceName" : "xxx",
"clientId" : "xxx",
"deviceToken" : "xxx"
}
动态注册示例代码：
function doDeviceRegister() {
// 1.产品信息
const productInfo = {
productKey: "产品 productKey",
productSecret: "产品 productSecret",
regionId: "cn-shanghai"
}
// 2.程序读取的设备唯一标识，比如 MAC，Serial Number 等
productInfo.deviceName = Math.random().toString(36).substr(2)
// 3.生成设备动态注册的参数
var options = getRegisterOptions(productInfo, trustedCA);
// 4.发起动态注册，获取设备连接 clientId 和 deviceToken
var registerClient = mqtt.connect(options);
registerClient.on('message', function(topic, message) {
// 5. 解析注册结果
if ('/ext/regnwl' == topic) {
// 6.断开注册连接
registerClient.end();
// 7.发起设备 MQTT 连接
//deviceOnline(JSON.parse(message),"cn-shanghai")
}
})
}
生成设备动态注册的参数
参考文档： https://help.aliyun.com/document_detail/132111.html
function getRegisterOptions(productInfo, rootCA) {
var random = Date.now();
var content = {
deviceName: productInfo.deviceName,
productKey: productInfo.productKey,
random: random
}
var options = {}
options.clientId = Date.now() + "|securemode=2,authType=regnwl,random=" + random + ",signmethod=hmacsha1|"
options.username = productInfo.deviceName + "&" + productInfo.productKey
options.password = signHmacSha1(content, productInfo.productSecret)
options.port = 1883;
options.host = `${productInfo.productKey}.iot-as-mqtt.${productInfo.regionId}.aliyuncs.com`;
options.protocol = 'mqtts';
options.ca = rootCA
options.keepalive = 120
return options;
}
动态注册成功后，产品下会设备数量会更新：
![image.png]( "image.png")
设备在线和上报数据
设备收到并保存ClientID和DeviceToken的组合，断开当前MQTT连接，发起设备直连IoT平台的请求的CONNECT参数如下：
mqttClientId: clientId+"|securemode=-2,authType=connwl|"
mqttUsername: deviceName+"&"+productKey
mqttPassword: deviceToken
• mqttClientId：设备动态注册时获得的ClientID拼接固定字符串。
• mqttUserName：组成结构：deviceName+"&"+productKey示例：device1&al123456789。
• mqttPassword：设备动态注册时获得的DeviceToken
实例代码：
function deviceOnline(opts,regionId) {
// 设备 MQTT 连接参数
var options = {}
options.clientId = opts.clientId + "|securemode=-2,authType=connwl|"
options.username = opts.deviceName + "&" + opts.productKey
options.password = opts.deviceToken
options.port = 1883
options.host = `${opts.productKey}.iot-as-mqtt.${regionId}.aliyuncs.com`
options.protocol = 'mqtt'
options.keepalive = 120
// 设备建立 MQTT 连接
var deviceClient = mqtt.connect(options);
// 上报业务数据
deviceClient.publish(`/${opts.productKey}/${opts.deviceName}/user/update`, "sdk client " + Date.now(), { qos: 1 });
}
在控制台可以看到设备在线，并展示ClientID信息，如下：
![image.png]( "image.png")
![image.png]( "image.png")
【往期回顾】
1、39张IoT传感器工作原理GIF图汇总
2、IoT 设备发送 MQTT 请求的曲折经历
3、20元体 Arduino 环境监测仪开发
4、智能手持测温枪开发实践
5、JMeter 压测 MQTT 服务性能实战
