Node-RED触发流程

概述

本节介绍接收和处理 IoT 按钮按键消息的 Node-RED 流程。学习完本节后，您将能够：

创建 MQTT In 节点以接收按钮消息
实现用于开/关操作的切换开关逻辑
集成 Shelly 继电器或其他智能设备
部署并测试完整的按钮到操作流程

前置要求

开始本节前，请确保：

Node-RED 已安装并运行（参见第 09 章）
MQTT Broker 已配置（Mosquitto）
已完成 04-08. MQTT消息传输
基本熟悉 Node-RED 流程

核心概念

流程架构

按钮触发流程遵循一个简单的链条：

[MQTT In] → [函数：解析] → [切换节点] → [MQTT Out：Shelly]
    │             │
    └─────────────┴──→ [调试]（监控）

所需节点

节点	类型	用途
MQTT In	`mqtt in`	订阅按钮主题
解析 JSON	`function`	从 JSON 负载中提取按钮数据
Toggle	`node-red-contrib-toggle`	切换开/关状态
MQTT Out	`mqtt out`	发送命令到 Shelly/设备
Debug	`debug`	监控传入消息

实施步骤

步骤 1：安装所需节点

# 在 Node-RED 容器或安装目录中
cd ~/.node-red
npm install node-red-contrib-toggle
npm install node-red-contrib-shelly  # 可选，用于 Shelly 集成

然后重启 Node-RED。

步骤 2：创建 MQTT In 节点

配置：

节点：MQTT In
主题：factory/button/#
输出：一个解析后的 JSON 对象
名称：按键按下
服务器：您的 Mosquitto Broker（选择或添加 MQTT Broker 配置）

╔══════════════════════════════════════════════════╗
║  [MQTT In]                                       ║
║                                                  ║
║  服务器：   Mosquitto（localhost:1883）           ║
║  主题：    factory/button/#                      ║
║  QoS：      1                                     ║
║  输出：   自动检测（JSON 字符串）                  ║
║                                                  ║
║  名称：    按键按下                               ║
╚══════════════════════════════════════════════════╝

# 通配符订阅所有按钮主题，允许多个按钮使用同一流程。

步骤 3：解析函数节点

// 解析传入的按钮消息
// 输入：msg.payload = JSON 字符串
// 输出：msg.payload = 解析后的对象

// 按钮发送：{"button_id":"BTN-001","action":"toggle","battery_voltage":3.85}

try {
    // 解析 JSON 负载（如果还不是对象）
    let data = typeof msg.payload === 'string'
        ? JSON.parse(msg.payload)
        : msg.payload;

    // 提取按钮信息
    msg.buttonId = data.button_id;
    msg.batteryVoltage = data.battery_voltage;
    msg.batteryPercent = data.battery_percent;

    // 记录电池状态
    if (data.battery_percent < 20) {
        node.warn(`低电量：${data.button_id} 剩余 ${data.battery_percent}%`);
    }

    // 设置负载以触发切换
    msg.payload = {
        action: data.action || "toggle",
        source: data.button_id
    };

    return msg;

} catch (error) {
    node.error("解析错误：" + error.message, msg);
    return null;
}

节点配置：

节点：Function
名称：解析按钮数据
输出：1

步骤 4：配置切换节点

node-red-contrib-toggle 维护一个状态，并在每次收到消息时切换该状态。

配置：

节点：Toggle
主题：toggle（或留空）
输出值：
- 开值：{"state": "ON", "source": "button"}
- 关值：{"state": "OFF", "source": "button"}
初始状态：off
随机：false
名称：切换继电器

╔══════════════════════════════════════════════════╗
║  [Toggle]                                        ║
║                                                  ║
║  起始状态：        off                            ║
║  开负载：       {"state":"ON"}                   ║
║  关负载：       {"state":"OFF"}                  ║
║                                                  ║
║  名称：             切换继电器                    ║
╚══════════════════════════════════════════════════╝

步骤 5：创建用于 Shelly 的 MQTT Out 节点

配置：

节点：MQTT Out
主题：shellies/shelly1-ABC123/relay/0/command
QoS：1
保留：false
名称：Shelly 命令
服务器：同一 Mosquitto Broker

注意：将 Shelly 主题替换为您实际的 Shelly 设备主题。

步骤 6：完整流程 JSON

为方便导入，以下是完整的流程：

[
    {
        "id": "btn_mqtt_in",
        "type": "mqtt in",
        "topic": "factory/button/#",
        "qos": "1",
        "datatype": "auto",
        "broker": "your_broker_id",
        "name": "按键按下",
        "x": 100,
        "y": 100,
        "wires": [["btn_parse"]]
    },
    {
        "id": "btn_parse",
        "type": "function",
        "func": "try {\n    let data = typeof msg.payload === 'string' ? JSON.parse(msg.payload) : msg.payload;\n    msg.buttonId = data.button_id;\n    msg.batteryVoltage = data.battery_voltage;\n    if (data.battery_percent < 20) {\n        node.warn(`低电量：${data.button_id} 剩余 ${data.battery_percent}%`);\n    }\n    msg.payload = {action: data.action || 'toggle', source: data.button_id};\n    return msg;\n} catch (error) {\n    node.error('解析错误：' + error.message, msg);\n    return null;\n}",
        "outputs": 1,
        "name": "解析按钮数据",
        "x": 300,
        "y": 100,
        "wires": [["btn_toggle"]]
    },
    {
        "id": "btn_toggle",
        "type": "toggle",
        "name": "切换继电器",
        "topic": "",
        "onvalue": "{\"state\":\"ON\"}",
        "onvalueType": "json",
        "offvalue": "{\"state\":\"OFF\"}",
        "offvalueType": "json",
        "onstartup": false,
        "startstate": "off",
        "random": false,
        "x": 500,
        "y": 100,
        "wires": [["btn_mqtt_out"]]
    },
    {
        "id": "btn_mqtt_out",
        "type": "mqtt out",
        "topic": "shellies/shelly1-ABC123/relay/0/command",
        "qos": "1",
        "retain": "false",
        "broker": "your_broker_id",
        "name": "Shelly 命令",
        "x": 700,
        "y": 100,
        "wires": []
    },
    {
        "id": "btn_debug",
        "type": "debug",
        "name": "按钮监控",
        "active": true,
        "tosidebar": true,
        "console": false,
        "x": 500,
        "y": 200,
        "wires": []
    }
]

使用导入菜单（汉堡菜单 → 导入 → 剪贴板）将此 JSON 导入 Node-RED。

步骤 7：测试流程

部署 Node-RED 中的流程
按下 IoT 按钮（或使用 MQTT Explorer 模拟）
观察调试面板中的传入消息
验证Shelly 设备是否随每次按压切换开/关

使用 MQTT CLI 手动测试：

# 模拟按钮按下
mosquitto_pub -h localhost -t "factory/button/01/press" \
  -m '{"button_id":"BTN-001","action":"toggle","battery_voltage":3.85,"battery_percent":85}'

扩展：用于演示的注入节点

为演示目的，添加一个模拟按钮按下的注入节点：

[注入节点]
按钮：点击模拟按压
负载：{"button_id":"BTN-DEMO","action":"toggle","battery_voltage":3.85,"battery_percent":85}
重复：无
名称：模拟按钮

多按钮支持

要支持多个按钮，添加一个带通配符主题的 MQTT In 节点，并通过按钮 ID 进行路由：

// 函数节点：按按钮路由
let buttonId = msg.buttonId || "unknown";

switch(buttonId) {
    case "BTN-001":
        msg.topic = "shellies/shelly1-ABC123/relay/0/command";
        break;
    case "BTN-002":
        msg.topic = "shellies/shelly1-DEF456/relay/0/command";
        break;
    default:
        node.warn("未知按钮：" + buttonId);
        return null;
}

return msg;

验证

MQTT In 节点接收按钮消息
切换节点在每次按压时切换状态
Shelly（或目标设备）正确响应
调试面板显示解析后的数据
多次按压一致地交替开/关

故障排除

问题 1：未收到消息

症状：按下按钮时调试面板不显示任何内容

可能原因：

MQTT Broker 连接问题
主题不匹配
MQTT In 节点未连接到正确的 Broker

解决方案：

# 直接用 mosquitto_sub 测试
mosquitto_sub -h localhost -t "factory/button/#" -v

# 如果这里没有输出，说明按钮没有发布消息
# 检查 ESP32 上的 WiFi 凭据和 MQTT Broker

问题 2：切换不工作

症状：消息到达但 Shelly 不切换