面试题：Ruby在物联网开发中如何实现设备间通信

Question

假设你正在进行一个物联网项目，需要使用Ruby实现两个物联网设备之间的数据传输。描述你会采用哪种通信协议（如MQTT、HTTP等），并简要说明如何使用Ruby代码搭建基本的通信框架，包括连接建立、消息发送与接收等操作。

Answer 1

选择MQTT协议

MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议，具有轻量级、低带宽、低功耗等特点，非常适合物联网场景。

Ruby代码搭建基本通信框架

1. 安装MQTT库：在Ruby项目中，我们可以使用mqtt gem库。通过在项目目录下运行gem install mqtt来安装。
2. 连接建立：

require 'mqtt'

client = MQTT::Client.connect(
  host: 'broker.example.com',
  port: 1883,
  username: 'your_username',
  password: 'your_password'
)

3. 消息发送：

topic = 'iot/data'
message = 'Hello from IoT device'
client.publish(topic, message)

4. 消息接收：

client.subscribe('iot/data') do |topic, msg|
  puts "Received message on topic '#{topic}': #{msg}"
end

client.loop

5. 关闭连接：

client.disconnect

说明

• 连接建立：MQTT::Client.connect方法用于与MQTT服务器建立连接，需指定服务器地址、端口、用户名和密码等参数。
• 消息发送：client.publish方法用于向指定主题发布消息。
• 消息接收：client.subscribe方法用于订阅主题，并通过块处理接收到的消息。client.loop方法用于启动客户端循环，以便持续接收消息。
• 关闭连接：client.disconnect方法用于断开与服务器的连接。

如果选择HTTP协议：

1. 安装HTTP库：可以使用net/http库，这是Ruby标准库的一部分，无需额外安装。
2. 发送数据（POST请求示例）：

require 'net/http'
require 'uri'

uri = URI('http://iot-server.example.com/api/data')
http = Net::HTTP.new(uri.host, uri.port)
request = Net::HTTP::Post.new(uri)
request.body = 'data=Hello from IoT device'
response = http.request(request)
puts response.body

3. 接收数据（服务器端示例，简单模拟）：

require 'webrick'

server = WEBrick::HTTPServer.new(
  Port: 8080,
  DocumentRoot: '.'
)

server.mount_proc('/api/data') do |req, res|
  res.status = 200
  res.body = "Received data: #{req.body}"
end

trap('INT') { server.shutdown }
server.start

说明

• HTTP发送数据：通过Net::HTTP库构建POST请求向服务器发送数据。
• HTTP接收数据：使用WEBrick搭建一个简单的HTTP服务器来接收数据。不过实际应用中可能需要更复杂的服务器框架如Rails等。相比MQTT，HTTP在物联网场景下可能消耗更多资源，但简单直接，适合一些对实时性要求不高且设备资源相对充足的场景。