摘要：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
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。
“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。
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。
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：
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：
统一命名，把大模型的运行环境叫做MCP Client，Function叫做MCP Server；
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(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。
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。
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：
nodev18.20.4
npxv10.7.0
vscodev1.99.0
源码
添加两个MCP官方的nuget包
PackageReferenceInclude="ModelContextProtocol"Version="0.1.0-preview.6" />PackageReferenceInclude="ModelContextProtocol.AspNetCore"Version="0.1.0-preview.6" />
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
{
[McpServerToolType]
public sealedclassDeviceTool
{
private readonly DeviceService _deviceService;
public DeviceTool(DeviceService deviceService)
{
_deviceService = deviceService;
}
///
/// Get the list of sub-devices.
///
///
[McpServerTool(Name = "DevicesList"), Description("Get the list of sub-devices.")]
public IEnumerablestring> DevicesList
{
return_deviceService.DeviceThreads.Select(x => x.Device.DeviceName);
}
///
/// Get the current connection status of the sub-device.
///
///
[McpServerTool, Description("Get the current connection status of the sub-device.")]
public bool? GetDeviceStatus(
[Description("name of device")]stringdeviceName
)
{
return_deviceService.DeviceThreads.FirstOrDefault(x => x.Device.DeviceName == deviceName)?.Driver.IsConnected;
}
///
/// Get the current value of a variable of a sub-device.
///
///
[McpServerTool, Description("Get sub-device variables.")]
[CanBe]
public Dictionarystring, object> GetDeviceVariables(
stringdeviceName
)
{
return_deviceService.DeviceThreads.FirstOrDefault(x => x.Device.DeviceName == deviceName)?.Device
.DeviceVariables.ToDictionary(x => x.Name, x => x.CookedValue);
}
///
///
///
[McpServerTool, Description("Get the current value of a variable of a sub-device.")]
public object GetDeviceVariable(
stringdeviceName,
[Description("name of variable")]stringvariableName)
{
return
.DeviceVariables.FirstOrDefault(x => x.Name == variableName)?.CookedValue;
}
}
}
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
sse连接IoTGatway MCP Server
获取ToolList并调试
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
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.
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：
485总线- 已连接Modbus- 已连接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。
来源：opendotnet
