最近-MCP-Model-Context-Protocol-异常爆火借助IoTGateway项目和大家做一下实战分享

Shadowlover
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最近 MCP (Model Context Protocol) 异常爆火，借助IoTGateway项目，和大家做一下实战分享

最近 MCP (Model Context Protocol) 异常爆火，借助IoTGateway项目，和大家做一下实战分享

抛出一个问题

“大模型都是别人预训练好的数据，如何才获取到我的应用或系统中的实时数据呢？”

这个问题背后实际是在问 “大语言模型如何感知现实世界、影响现实世界？”

通过下面的教程，你一定会找到答案。

实现效果

就让我们从IoTGateway项目入手，快速了解并掌握 MCP 的基本原理和用法

目标是使用自然语言提问，自动调用IoTGateway的MCPServer回答相关问题

什么是Function Calling(函数调用)

大语言模型本身相当于一个被关在铁笼子里的专家，无法了解外部信息也无法和外部交互，OpenAI 在2023年6月份时给出了Function Calling(函数调用)方案。Function Calling相当于提供了一个跑腿小哥给这个专家，由他代劳信息搜集和数据交互的工作，详细的知识图解见下：

什么是 MCP(模型上下文协议)

MCP 是 Anthropic(Claude 的母公司)在2024年12月份提出来的 Agent开发过程中的规范，它是连接 API 和大模型的桥梁。通过 MCP，大模型可以调用和操作第三方工具，从而扩展大模型的能力边界。 MCP 让大模型不再局限于预训练的知识，而是能够实时地与外部世界互动。

MCP 主要做了两件事：

  1. 统一命名，把大模型的运行环境叫做MCP Client，Function叫做MCP Server；
  2. 统一开发规范，把大模型与Function之间的交互规范统一为一个范式。

Function Calling与MCP通俗类比

  • Function Calling(函数调用) Function Calling 像是一家专门店，当你只需要某个特定产品时，你直接走进这家店，一对一地享受专业服务。这里没有购物中心那种多样化和统一标准，只是针对某个具体需求进行快速解决。这正好类似于函数调用，它专注于完成单一任务，过程简单直接，适合处理特定功能需求。

  • MCP(模型上下文协议) 像是一个大型购物中心，这里所有店铺都遵循统一的设计风格和支付系统，无论你要买什么(比如服装、食品或电子产品)，你都可以通过同一个入口、使用同一种支付方式快速找到并购买。这种统一性让你在不同店铺之间切换非常顺畅。类似地，MCP 提供了一个标准化的接口，让各种数据源和工具像不同的店铺一样整合在一起，方便 AI 模型以一致的方式获取和处理信息。

    总结来说：

    MCP 提供的是一个广泛、标准化的生态系统，适合多样化和复杂的场景；

    而函数调用则更像是专门化、针对性强的服务。

    MCP的两种模式

  • stdio(标准输入输出)

    这种方式常用于本地开发和调试阶段。MCP 服务器可以作为子进程，通过标准输入输出流直接与主程序通信。它实现简单、延迟低，非常适合快速开发和问题排查，但不适用于分布式环境或需要长连接实时更新的场景。

  • sse (Server-Sent Events)

    SSE 基于 HTTP 协议，是一种单向实时数据推送机制。它允许服务器持续向客户端发送更新信息，非常适合云端或分布式系统中需要实时数据流的应用场景。通过 SSE，MCP 客户端可以保持一个长连接，及时接收来自服务器的事件和数据更新，从而满足实时性要求较高的应用需求。

什么是IoTGateway

我想你一定知道，IoTGateway是基于.NET8的开源跨平台架构工业物联网网关。

通过可视化配置(B/S)，轻松的连接到你的任何设备和系统(如PLC、扫码枪、CNC、数据库、串口设备、上位机、OPC Server、OPC UA Server、Mqtt Server等)，从而与 物联网平台、MES、SCADA、进行双向数据通讯。

提供简单的驱动二次开发接口，当然也可以进行边缘计算。

项目文档：iotgateway.net/

环境准备

visual studio v2022 node v18.20.4 npx v10.7.0 vscode v1.99.0

IoTGateway中编写MCP Server

  • 源码

    gitee.com/iioter/iotg…

    github.com/iioter/iotg…

  • 添加两个MCP官方的nuget包

  • AddMcpServer WithTools

    services.AddMcpServer().WithTools();

  • UseEndpoints MapMcp

    app.UseEndpoints(endpoints => endpoints.MapMcp();

  • 添加DeviceTool.cs，用来返回网关内当前子设备清单、子设备状态和当前变量值

    using ModelContextProtocol.Server; using Plugin; using System.ComponentModel; using System.Linq; using System.Collections.Generic; using JetBrains.Annotations;

    namespace IoTGateway.MCP public sealed class DeviceTool private readonly DeviceService _deviceService; public DeviceTool(DeviceService deviceService) _deviceService = deviceService; ///

    /// Get the list of sub-devices. /// /// public IEnumerable DevicesList() return _deviceService.DeviceThreads.Select(x => x.Device.DeviceName);

        /// <summary>
    /// Get the current connection status of the sub-device.
    /// </summary>
    /// <param name="deviceName"></param>
    /// <returns></returns>
    public bool? GetDeviceStatus(
        [Description("name of device")] string deviceName
        return _deviceService.DeviceThreads.FirstOrDefault(x => x.Device.DeviceName == deviceName)?.Driver.IsConnected;

    /// <summary>
    /// Get the current value of a variable of a sub-device.
    /// </summary>
    /// <param name="message"></param>
    /// <returns></returns>
    public Dictionary<string, object> GetDeviceVariables(
        [Description("name of device")] string deviceName
        return _deviceService.DeviceThreads.FirstOrDefault(x => x.Device.DeviceName == deviceName)?.Device
            .DeviceVariables.ToDictionary(x => x.Name, x => x.CookedValue);

    /// <summary>
    /// Get the current value of a variable of a sub-device.
    /// </summary>
    /// <param name="deviceName"></param>
    /// <param name="variableName"></param>
    /// <returns></returns>
    public object GetDeviceVariable(
        [Description("name of device")] string deviceName,
        [Description("name of variable")] string variableName)
        return _deviceService.DeviceThreads.FirstOrDefault(x => x.Device.DeviceName == deviceName)?.Device
            .DeviceVariables.FirstOrDefault(x => x.Name == variableName)?.CookedValue;

    IoTGatway MCP Server调试

  • 运行IoTGateway项目

    访问http://localhost:518/Login/Login配置数据采集

  • 运行inspector

    powershell中执行

    npx @modelcontextprotocol/inspector

  • 访问inspector

    http://127.0.0.1:6274/#resources

  • sse连接 IoTGatway MCP Server

  • 获取ToolList并调试

VSCode添加IoTGatway MCP Server

  • 安装Cline扩展并配置

    API Provider使用OpenRouter Model使用 deepseek/deepseek-chat:free

  • cline_mcp_settings.json添加中添加IoTGateway MCP Server

    "mcpServers": { "iotgateway": { "disabled": false, "timeout": 30, "url": "http://localhost:518/sse", "transportType": "sse", "autoApprove": [ "GetDeviceVariable", "GetDeviceStatus", "GetDeviceVariables", "DevicesList"

  • 查看IoTGateway提供的4个Tool

Task1：查询子设备某变量当前值

Q1："Modbus"子设备中，"temperature"变量当前值是多少？

A1：The current value of the "temperature" variable in the "Modbus" sub-device is 29.32.

Task2：查询子设备当前连接状态

Q2："网关中配置了几个子设备？他们的连接状态怎么样？

A2：网关中配置了2个子设备：

  1. 485总线 - 已连接
  2. Modbus - 已连接

融合的价值

  • 实时数据驱动的智能决策

将 IoTGateway 与 MCP 协议相结合，可以实现从工业现场到AI决策层的无缝数据传输。工业网关负责实时采集并预处理设备数据，而 MCP 协议则将这些数据以标准化的格式提供给 AI 模型，帮助企业构建基于实时数据的智能决策系统。例如，在设备预测维护、生产流程优化和异常报警中，AI 模型能够即时分析网关上传的数据，提前识别潜在故障或生产瓶颈，从而提高生产效率和安全性。

  • 降低集成与开发成本

传统上，不同系统之间的数据对接往往需要开发大量定制接口，导致开发成本高且维护难度大。通过采用 MCP 协议，企业可以利用现有的预构建模块实现不同数据源与 AI 系统之间的快速集成，降低了系统间集成的复杂度和成本。同时，开源的 IoTGateway 提供了灵活的扩展能力，二者的结合能够使开发者在不同场景下快速搭建原型，加速产品上市。

  • 提升工业物联网系统的未来适应性

工业现场的设备种类繁多、数据格式各异，而 MCP 协议的标准化特性使得系统具有更好的兼容性和扩展性。通过 IoTGateway 采集和传输的数据经过 MCP 协议统一处理，企业不仅能够在当前实现数据驱动的智能管理，更能够轻松对接未来的新型设备和服务，确保系统具备长远的适应性和竞争力。

通过整合开源工业物联网网关 IoTGateway 与 MCP 协议，企业能够实现从现场数据采集、边缘预处理到AI智能决策的全链路数据闭环。两者的融合不仅提高了数据处理的实时性和准确性，还大幅降低了系统集成成本，提升了整个工业物联网系统的安全性和扩展性。随着技术不断发展，这种融合模式将为工业智能化转型提供更加坚实的数据和技术支撑，推动企业迈向更高效、更智能的未来。

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