前言
基于对物联网的课题，实现
前端与后端分离，结合mqtt服务器链接arduino设备，实现获取，存储，上传和下发命令的功能。
原理
本系统的实现原理是一套简易的软硬件通讯流程，仅供参考。前端书写前端页面，node服务器实现服务器端开发，在服务器端链接mysql数据存储，同时使用websocket长连接通讯，实现前后端数据的收发。此外，使用node服务器与mqtt服务器进行通讯，而mqtt服务器只做一个中转的作用，因为，硬件arduino使用esp8266模块与mqtt服务器进行通讯，通讯收发的数据经过mqtt服务器与node服务器进行传递。这样，就达成了简易的软件与硬件间的连接实时通讯。同时，数据的持久化存储是在硬件数据到达node服务器时使用mysql数据库存储。以遍后续查看数据库的操作。本系统设计与实现都在以上技术的基础上实现。
系统结构设计图
React客户端设计
使用react搭建前台项目，重写axios，实现前端与node服务器的通讯。同时使用ws协议建立webSocket长连接通讯，用于获取硬件实时数据，发送指令信息。
Node服务器设计
为了实现前后端分离的土壤检测系统，项目使用了Nodejs作为后端的语言，管理数据，使用socket.io插件建立WebSocket处理实时通讯的功能，使用Mysql用户的信息存储功能，并将获取的硬件数据信息进行存储。使用mqtt插件，使用mqtt协议，建立与mqtt服务器的长连接通讯。
MQTT服务器设计
系统使用了Mqtt服务器，用于对接硬件数据的网络上传以及Nodejs服务器向的硬件发送命令指示信息。使用前，需安装/下载mqtt服务器，配置mqtt的用户和密码等配置信息，才能在node服务器上发送请求建立连接。
Arduino硬件设计
Arduino硬件设备，得到数据信息之后，使用6，7引脚，将数据传递给esp8266模块。而在esp8266模块中，按格式设置好获取的信息，再使用ESP8266WiFi模块连接wifi，使用PubSubClient模块向网络端的mqtt服务器设备发送数据信息。Mqtt服务器，是对外公开的，当前端点击打开设备时，建立socket长连接通讯，同时，在nodejs后端中，使用mqtt模块，连接mqtt服务器，获取硬件信息，并肩信息处理。
总结
在完成前端项目业务需求和服务器业务需求的同时，尽可能的完善了项目的功能模块，包括不限于设备管理，用户信息等。
该系统的设计目标是使用软硬件结合的方式，实现硬件的数据采集，硬件部分功能的控制，以及对前台的页面渲染等功能。虽然在校每学期都会开设这样的创新实验课,但在软硬件的交互的具体应用上,仍然碰到过几个小问题,但在持续的学习与实践中,都一一解决了。当完成设计时实现了软硬件的通讯，实时监听硬件设备采集的数据信息，用户信息和用户的设备管理，控制硬件设备等功能。但是，同样存在着部分的问题，无法控制前台与后台传输数据的效率，传输的数据流较大，需要优化，同时数据库的插入的数据内容庞大，传输的距离有限制，它们需要优化。