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。

阿里云為國(guó)內(nèi)主流的云平臺(tái)，提供免費(fèi)試用的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，本文使用小凌派RK2206開(kāi)發(fā)板實(shí)現(xiàn)基于OpenHarmony的阿里云IoT服務(wù)。小凌派RK2206開(kāi)發(fā)板采用瑞芯微高性能、高性價(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)

主程序設(shè)計(jì)

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

void iot_aliyun_example(){ unsigned int ret = LOS_OK; unsigned int thread_id1; unsigned int thread_id2; TSK_INIT_PARAM_S task1 = {0}; TSK_INIT_PARAM_S task2 = {0};

ret = LOS_QueueCreate("queue", MSG_QUEUE_LENGTH, &m_msg_queue, 0, BUFFER_LEN); if (ret != LOS_OK) { printf("Falied to create Message Queue ret:0x%x\n", ret); return; }

task1.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)iot_aliyun_thread; task1.uwStackSize = 10240; task1.pcName = "iot_aliyun_thread"; task1.usTaskPrio = 24; ret = LOS_TaskCreate(&thread_id1, &task1); if (ret != LOS_OK) { printf("Falied to create iot_aliyun_thread ret:0x%x\n", ret); return; }}

阿里云服務(wù)程序設(shè)計(jì)

iot_aliyun_thread函數(shù)中，開(kāi)發(fā)板先連接WIFI，通過(guò)WIFI和阿里云IoT平臺(tái)通信；WIFI連接成功后，初始化網(wǎng)絡(luò)，初始化MQTT客戶端；初始化完成后，成功連接阿里云IoT平臺(tái)。

int iot_aliyun_thread(){ aliyun_msg_t *app_msg = NULL; unsigned int addr; int ret;

/*WIFI連接*/ SetWifiModeOn();

device_info_init(CLIENT_ID, USERNAME, PASSWORD); ret = oc_mqtt_init(); if (ret != LOS_OK) { printf("oc_mqtt_init fail ret:%d\n", ret); }

while (1) { LOS_Msleep(100); }}

四、編譯測(cè)試

登錄阿里云

設(shè)備連接阿里云前，需要做一些準(zhǔn)備工作；登錄阿里云IoT平臺(tái)，在平臺(tái)注冊(cè)個(gè)人用戶賬號(hào)，并且需要實(shí)名認(rèn)證后才可以正常使用。如圖2所示，為阿里云IoT平臺(tái)地址：https://free.aliyun.com/product/iotfreetrail。

圖2 阿里云IoT平臺(tái)地址

開(kāi)通物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)

在阿里云IoT平臺(tái)注冊(cè)個(gè)人用戶賬號(hào)并進(jìn)行登錄，登錄后需要開(kāi)通物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)服務(wù)，點(diǎn)擊立即開(kāi)通，如圖3所示。

圖3 開(kāi)通物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

點(diǎn)擊立即開(kāi)通，在確認(rèn)頁(yè)面，點(diǎn)擊右下角的立即開(kāi)通，如圖4所示。

圖4 立即開(kāi)通

點(diǎn)擊立即開(kāi)通，提示開(kāi)通成功，如圖5所示。

圖5 開(kāi)通成功提示

點(diǎn)擊進(jìn)入管理控制臺(tái)，管理控制臺(tái)如圖6所示。

圖6 管理控制臺(tái)

創(chuàng)建產(chǎn)品

點(diǎn)擊進(jìn)入公共實(shí)例，點(diǎn)擊側(cè)邊欄的產(chǎn)品頁(yè)面，點(diǎn)擊創(chuàng)建產(chǎn)品，如圖7所示。

圖7 創(chuàng)建產(chǎn)品

輸入產(chǎn)品名稱，選擇自定義品類-直連設(shè)備，點(diǎn)擊確定創(chuàng)建產(chǎn)品，如圖8所示。

圖8 創(chuàng)建產(chǎn)品詳情

成功創(chuàng)建產(chǎn)品后，側(cè)邊欄點(diǎn)擊產(chǎn)品，可以查看到創(chuàng)建的產(chǎn)品信息，如圖9所示。

圖9 產(chǎn)品詳情

添加設(shè)備

點(diǎn)擊側(cè)邊欄設(shè)備頁(yè)面，點(diǎn)擊添加設(shè)備，如圖10所示。

圖10 添加設(shè)備

按照要求填入產(chǎn)品名稱和DeviceName，點(diǎn)擊確認(rèn)，如圖11所示。

圖11 添加設(shè)備詳情頁(yè)

成功創(chuàng)建設(shè)備后，側(cè)邊欄點(diǎn)擊設(shè)備，可以查看到創(chuàng)建的設(shè)備信息，如圖12所示。

圖12 設(shè)備頁(yè)面

點(diǎn)擊進(jìn)入剛添加的設(shè)備，可以查看到設(shè)備的詳細(xì)信息，如圖13所示。

圖13 設(shè)備詳情

點(diǎn)擊查看MQTT連接參數(shù)，查看MQTT連接所需的參數(shù)，如圖14所示。

圖14 MQTT連接參數(shù)

在PC上使用WIN + R鍵打開(kāi)命令行CMD，執(zhí)行如下命令獲取接入域名的IP地址。如圖15所示，通過(guò)ping命令可以查詢到MQTT域名的IP地址為47.102.164.191。

ping iot-06z00d4dxawzdv7.mqtt.iothub.aliyuncs.com

圖15 查詢MQTT域名IP地址

對(duì)應(yīng)修改代碼中的MQTT_SERVER_IP為查詢到PC端IP地址47.102.164.191，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 "47.102.164.191"

#define MQTT_SERVER_PORT 1883

根據(jù)MQTT連接參數(shù)依次修改代碼中的CLIENT_ID、USERNAME和PASSWORD，代碼如下所示：

#define PRODUCT_KEY "hdm1KctTIxC"

#define DEVICE_NAME "aliyun"

#define CLIENT_ID "hdm1KctTIxC.aliyun|securemode=2,signmethod=hmacsha256,timestamp=1655280007303|"

#define USERNAME "aliyun&hdm1KctTIxC"

#define PASSWORD "d41441cfae339f4a09ac2bc600b736db80d3d6694f1d58efc16eb8e812d4d295"

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)阿里云IoT平臺(tái)。代碼如下所示：

#define SSID "lzdz"

#define PASSWORD "12345678"

運(yùn)行結(jié)果

例程代碼編譯燒寫到開(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...

此時(shí)登錄阿里云IoT平臺(tái)，點(diǎn)擊進(jìn)入設(shè)備詳情頁(yè)面，可以看到設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)為在線。如圖所示。

圖16 設(shè)備上線阿里云IoT平臺(tái)