Elastic Network of Things with MQTT and MicroPython

IoT 系統的末端節點通常是由小型的嵌入式設備來擔任，當節點數量較多時，之間資訊交換的複雜性也就跟著提高，而系統在佈署或改版調整時，更加需要一個可以由遠端主機 動態規劃、佈署、管理與控制的機制，才能具有省時省力、動態與彈性的效果。 隨著 [MicroPython](https://micropython.org/) 的出現，Python 終於得以運行在硬幣大小的終端設備上，帶來許多新的可能性，同時，底層的系統架構與訊息機制也有決定性的影響。 許多 IoT 的主流 frameworks 都奠基於 [MQTT](http://mqtt.org/) 通訊協定，屬於一種在 broker-client 架構上的 publisher / subscriber 機制，雖然推拉訊息的方式相當具有彈性，然而對訊息的操作僅有 publish 和 subscribe 兩種方法，普遍缺少 [RPC(Remote Procedure Call)](https://en.wikipedia.org/wiki/Remote_procedure_call) 的功能，在撰寫程式與建構系統的時候會受到某種程度的限制。 反觀 有很多優秀的 message-queue frameworks，例如 [Celery](http://www.celeryproject.org/) 和 [IPython Parallel](https://ipython.org/ipython-doc/3/parallel/parallel_intro.html)，有著類似的 broker-client 架構與 producer / consumer 機制，並且具有 RPC 的功能，造就了強大的 平行/分散式運算的環境。 因此，這個 talk 中除了會介紹 MicroPython 的特性與限制、在 [ESP8266](https://www.google.com.tw/search?q=ESP8266)(WiFi MCU) 模組上開發程式的步驟之外，也將說明 如何基於類似 IPython Parallel 的架構，以 [Mosquitto](https://mosquitto.org/) 作為 broker，使用幾顆運行 MicroPython 的 [ESP8266](https://www.google.com.tw/search?q=ESP8266) 模組做為 workers(engines) 來建構一個小型的 cluster。並且，受惠於 Python 的特性，可以動態地傳送任意的程式碼 要求遠端端點執行，因此端點上的運行邏輯隨時可變，並不受限於預設的程式碼，此外還實做了 RPC 的機制，在建構系統的程式方法上有更大的自由度。基於上述的機制，我們可以經由中央主機讀寫各遠端節點上的 GPIO 來進行動態控制，也可以透過網路佈署程式碼交由各節點獨立運行。 希望藉由說明建構本系統的過程，能讓聽眾能對 用 MicroPython 開發嵌入式裝置、使用 MQTT 通訊協定來傳遞訊息、IoT 系統佈署與管理的彈性需求上能有一個概念。