MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输协议),是一种基于发布/订阅(Publish/Subscribe)模式的轻量级通讯协议,该协议构建于TCP/IP协议上,由IBM在1999年发布。MQTT最大的优点在于可以以极少的代码和有限的带宽,为远程设备提供实时可靠的消息服务。做为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议,MQTT在物联网、小型设备、移动应用等方面有广泛的应用。MQTT属于应用层协议。最新版本为MQTT v5.0标准。本次连接阿里云物联网平台主要以MQTT标准协议3.1版本为主。
1.注册阿里云账号,登陆云平台
1.1 搜索物联网平台,登录物联网平台
1.2. 选择公共实例,创建产品
设置产品信息
添加产品
每一个设备都有自己的三元组,单击设备名字,查看设备三组:设备三元组很重要,在后面登录阿里云平台需要用到。
添加产品功能
2.连接阿里云
2.1 编写ESP8266驱动程序,连接阿里云
//TCP+STA模式,连接服务器
#define WIFI_NAME "WBYQ" //wifi名
#define WIFI_PASSWORD "asdfghjkl23"//WiFi密码
#define SERVER_IP "a1knXG89uwh.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com"//服务器ip
#define SERVER_PORT 1883//端口号
while(1)
{
stat=Esp8266_STA_TCPclinet_Init((u8 *)WIFI_NAME,(u8 *)WIFI_PASSWORD,(u8 *)SERVER_IP,SERVER_PORT);
if(stat==0)break;
Delay_Ms(500);
printf("stat=%d\r\n",stat);
}
printf("服务器连接成功\r\n");
服务器ip和端口号设置参考阿里云在线文档
服务器IP格式:
${YourProductKey}.iot-as-mqtt.${YourRegionId}.aliyuncs.com:1883
${YourProductKey}为设备的ProductKey,上面讲到设备三元组已提到过。
${YourRegionId} 是区域代码,我这是属于华东2,区域代码:cn-shanghai
综上,服务器ip为 ”a1knXG89uwh.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com”
2.2 MQTT连续服务端
MQTT连接阿里云需要三个参数:客户端id、用户名、密码。
这三个参数填写可参考阿里云文档工具。
#define ClientID "STM32|securemode=3,signmethod=hmacsha1|"
#define Username "STM32&a17b5WKUY0S"
#define Password "ebff9579ed3e610228da8c035afc9636954c43bd"//密文
while(1)
{
MQTT_Init();
stat=MQTT_Connect(ClientID,Username,Password);
if(stat==0)break;
Delay_Ms(500);
printf("正在连接....\r\n");
}
printf("阿里云连接成功\r\n");
2.3 客户端ID
根据阿里云文档介绍,clientId可自定义,一般我们直接使用三元组中的DeviceName代替;timestamp可不填。综上,mqttClientId: DS18B20|securemode=3,signmethod=hmacsha1|
2.4 用户名
用户名中deviceName用三元组中DeviceName代替;productKey用三元组中productKey代替。综上,mqttUsername: DS18B20&a1knXG89uwh
2.5 密码
密码生成我们可以直接使用阿里云提供的密码生成工具password工具
3.订阅消息和发布消息
3.1 订阅消息
将硬件采集到的数据上传到云端我们称之为发布消息;云端将数据下发给开发板称为订阅。
打开产品,查看产品详细信息,可以看到有订阅和发布接口。
#define SET_TOPIC "/sys/a1knXG89uwh/DS18B20/thing/service/property/set"//订阅
#define POST_TOPIC "/sys/a1knXG89uwh/DS18B20/thing/event/property/post"//发布
stat=MQTT_SubscribeTopic(SET_TOPIC,0,1);
if(stat)printf("订阅失败\r\n");
else printf("订阅成功\r\n");
4.发送心跳包
MQTT属于长连接,要想实现设备一直在线,就需要固定时给服务器发送心跳包,超过时间未发送则会被强制下线。
if(time>=5000)
{
time=0;
MQTT_SentHeart();//发送心跳包
}
5.主函数
while(1)
{
stat=Esp8266_STA_TCPclinet_Init((u8 *)WIFI_NAME,(u8 *)WIFI_PASSWORD,(u8 *)SERVER_IP,SERVER_PORT);
if(stat==0)break;
Delay_Ms(500);
printf("stat=%d\r\n",stat);
}
printf("服务器连接成功\r\n");
while(1)
{
MQTT_Init();
stat=MQTT_Connect(ClientID,Username,Password);
if(stat==0)break;
Delay_Ms(500);
printf("正在连接....\r\n");
}
printf("阿里云连接成功\r\n");
stat=MQTT_SubscribeTopic(SET_TOPIC,0,1);
if(stat)printf("订阅失败\r\n");
else printf("订阅成功\r\n");
while(1)
{
if(usart3_flag)
{
usart3_cnt=0;
usart3_flag=0;
}
Delay_Ms(1);
time++;
cnt++;
if(time>=5000)
{
time=0;
MQTT_SentHeart();//发送心跳包
}
if(cnt>=1000)
{
cnt=0;
temp=DS18B20_GetTemp()*0.0625;
sprintf(mqtt_message,"{"method":"thing.event.property.post","id":"0000000001"," params":{"RoomTemp":%.2f},"version":"1.0.0"}",temp);//温度
MQTT_PublishData(POST_TOPIC,mqtt_message,0);
}
}
总结
MQTT 是一个客户端服务端架构的发布/订阅模式的消息传输协议。 它的设计思想是轻巧、 开放、简单、 规范, 因此易于实现。 消耗资源少,在MQTT3.1标准协议中仅有14个报文。每个报文都分为固定报头、可变报头和有效载荷3部分。
14个报文如下:
关于MQTT每个报文详解查看MQTT3.1协议。
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