一、MQTT協(xié)議簡(jiǎn)介

MQTT(消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸)是一個(gè)基于客戶(hù)端-服務(wù)器的消息發(fā)布/訂閱傳輸協(xié)議，是ISO標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC PRF 20922)下基于發(fā)布/訂閱范式的消息協(xié)議。MQTT工作在TCP/IP協(xié)議棧上，是為硬件性能低下的遠(yuǎn)程設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)狀況不理想的情況下而設(shè)計(jì)的發(fā)布/訂閱型消息協(xié)議。由于MQTT協(xié)議的輕量、簡(jiǎn)便、開(kāi)放的特點(diǎn)使它適用范圍非常廣泛。在很多情況下，包括受限的環(huán)境中使用，廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）。MQTT協(xié)議在衛(wèi)星鏈路通信傳感器、醫(yī)療設(shè)備、智能家居、及一些小型化設(shè)備中已廣泛使用。

本文使用小凌派RK2206開(kāi)發(fā)板實(shí)現(xiàn)基于OpenHarmony的本地MQTT服務(wù)。小凌派RK2206開(kāi)發(fā)板采用瑞芯微高性能、高性?xún)r(jià)比的RK2206芯片。RK2206芯片是一款低功耗、高集成的MCU無(wú)線局域網(wǎng)處理器，它可以應(yīng)用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，如物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備、家庭自動(dòng)化、云連接等。小凌派RK2206開(kāi)發(fā)板內(nèi)置WIFI模塊，外部接口豐富，使用一個(gè)小凌派RK2206開(kāi)發(fā)板就能夠輕松實(shí)現(xiàn)MQTT物聯(lián)網(wǎng)多種應(yīng)用。

二、硬件電路設(shè)計(jì)

如圖1所示，為小凌派RK2206開(kāi)發(fā)板支持的外部接口，本文使用小凌派RK2206開(kāi)發(fā)板內(nèi)置的WIFI和MQTT服務(wù)器通信。

圖1 小凌派RK2206開(kāi)發(fā)板

三、軟件設(shè)計(jì)

１、主程序設(shè)計(jì)

在iot_mqtt_example函數(shù)中，通過(guò)LOS_TaskCreate函數(shù)創(chuàng)建iot_mqtt_thread線程，并設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)、線程堆棧大小等參數(shù)。

2、MQTT服務(wù)程序設(shè)計(jì)

iot_mqtt_thread函數(shù)中，開(kāi)發(fā)板先連接WIFI，通過(guò)WIFI和PC端的MQTT服務(wù)器通信；WIFI連接成功后，初始化網(wǎng)絡(luò)，初始化MQTT客戶(hù)端；初始化完成后，連接MQTT服務(wù)端，注冊(cè)消息接收函數(shù)message_receive；函數(shù)進(jìn)入循環(huán)，5s向PC端MQTT服務(wù)器發(fā)送一次消息。

3、MQTT消息接收程序設(shè)計(jì)

MQTT消息接收程序主要用于接收MQTT服務(wù)端下發(fā)的消息，接收到消息后，打印接收的信息。

四、編譯測(cè)試

1、修改MQTT服務(wù)端IP

PC端按鍵WIN + R鍵打開(kāi)命令行CMD，執(zhí)行命令ipconfig獲取PC端的IP地址，如圖2所示，PC端的IP地址為：192.168.1.164。

圖2 獲取PC端IP地址

對(duì)應(yīng)修改代碼中的MQTT_SERVER_IP為查詢(xún)到PC端IP地址192.168.1.164，MQTT_SERVER_PORT修改為MQTT服務(wù)器端口號(hào)1883。代碼如下所示：

#define MQTT_SERVER_IP "192.168.1.164"

#define MQTT_SERVER_PORT 1883

2、下載MQTT代理工具mosquitto

根據(jù)PC電腦位數(shù)選擇對(duì)應(yīng)的安裝包，32位系統(tǒng)下載x86后綴的安裝包，64位系統(tǒng)下載x64后綴的安裝包，本文選擇mosquitto-2.0.9a-install-windows版本進(jìn)行測(cè)試。

32位系統(tǒng)下載地址：https://mosquitto.org/files/binary/win32/，如圖3所示。

圖3 32位系統(tǒng)安裝包

64位系統(tǒng)下載地址：https://mosquitto.org/files/binary/win64/，如圖4所示。

圖4 64位系統(tǒng)安裝包

下載mosquitto安裝包后，點(diǎn)擊安裝mosquitto工具；安裝完畢后，需要配置mosquitto，修改mosquitto安裝路徑下的mosquitto.conf文件，如圖5所示。

圖5 mosquitto配置文件

在mosquitto.conf文件末尾增加如下配置，其中，192.168.1.164為PC端IP地址，1883為MQTT服務(wù)器端口號(hào)，allow_anonymous為允許匿名登錄。

listener 1883 192.168.1.164

listener 1883 localhost

allow_anonymous true

mosquitto安裝配置完成后，需要開(kāi)啟mosquitto服務(wù)，右擊打開(kāi)我的電腦-管理-服務(wù)和應(yīng)用程序-服務(wù)，找到Mosquitto Broker服務(wù)，如圖6所示。

圖6 mosquitto服務(wù)

雙擊打開(kāi)Mosquitto Broker服務(wù)，點(diǎn)擊啟動(dòng)，開(kāi)啟Mosquitto服務(wù)，如圖7所示。

圖7 開(kāi)啟mosquitto服務(wù)

3、下載Eclipse Paho MQTT 工具

Paho MQTT工具下載地址：

https://repo.eclipse.org/content/repositories/paho-releases/org/eclipse/paho/org.eclipse.paho.ui.app/1.1.1/。

下載Paho軟件包：org.eclipse.paho.ui.app-1.1.1-win32.win32.x86_64.zip。如圖8所示。

圖8 Eclipse Paho MQTT工具下載地址

下載Paho軟件包后，解壓軟件包，雙擊打開(kāi)Paho.exe；進(jìn)入Paho軟件界面，點(diǎn)擊右上角加號(hào)按鍵，添加一個(gè)MQTT服務(wù)器連接，如圖9所示。

圖9 Eclipse Paho MQTT軟件界面

4、WIFI連接

修改代碼中的SSID和PASSWORD為使用WIFI的SSID和密匙，用于連接網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備通過(guò)WIFI訪問(wèn)PC端MQTT服務(wù)器。代碼如下所示：

#define SSID "lzdz"

#define PASSWORD "12345678"

5、運(yùn)行結(jié)果

例程代碼編譯燒寫(xiě)到開(kāi)發(fā)板后，按下開(kāi)發(fā)板的RESET按鍵，通過(guò)串口軟件查看日志，串口打印MQTT初始化、連接等日志。

NetworkConnect...

MQTTClientInit...

MQTTConnect...

MQTTSubscribe...

連接

打開(kāi)paho軟件，點(diǎn)擊連接，當(dāng)連接成功時(shí)，連接狀態(tài)顯示為已連接；需要注意的是，如果出現(xiàn)連接失敗，請(qǐng)嘗試關(guān)閉PC防火墻再進(jìn)行連接。

訂閱

點(diǎn)擊訂閱添加按鍵，新增主題IOT_MQTT（主題名稱(chēng)需要與例程代碼MQTTPublish函數(shù)傳參的主題名稱(chēng)一致），點(diǎn)擊訂閱按鍵，此時(shí)，歷史記錄頁(yè)面就開(kāi)始顯示接收的開(kāi)發(fā)板上報(bào)信息，如圖10所示。

圖10 訂閱消息

發(fā)布

在發(fā)布主題欄，輸入主題名稱(chēng)substopic（主題名稱(chēng)需要與例程代碼MQTTSubscribe函數(shù)傳參的主題名稱(chēng)一致），在消息欄輸入消息hello world，點(diǎn)擊發(fā)布，此時(shí)，歷史記錄頁(yè)面顯示已發(fā)布出的消息，如圖11所示。

圖11 發(fā)布消息

同時(shí)，開(kāi)發(fā)板串口會(huì)同步顯示接收到的消息日志，如下所示。

message arrived on topic substopic: hello world

message arrived on topic substopic: hello world