MQTT移植到stm32开发板——使用FreeRTOS操作系统

mqttclient

一个高性能、高稳定性的跨平台MQTT客户端

一个高性能、高稳定性的跨平台MQTT客户端,基于socket API之上开发,可以在嵌入式设备(FreeRTOS/LiteOS/RT-Thread/TencentOS tiny)、Linux、Windows、Mac上使用,拥有非常简洁的API接口,以极少的资源实现QOS2的服务质量,并且无缝衔接了mbedtls加密库。开源地址:https://github.com/jiejieTop/mqttclient

开发平台说明

本次使用野火官方开发板——STM32F429挑战者开发板作为移植实验,使用lwip+以太网连接到云平台。

本次实验需要使用到freertos操作系统,大家对于freertos操作系统的移植不会的话,
可以看我之前的操作系统博客专栏——https://blog.csdn.net/jiejiemcu/category_7707185.html。

而对于lwip不理解的同学,可以看我的博客专栏,专门写lwip网络协议栈的——https://blog.csdn.net/jiejiemcu/category_8634585.html

获取到野火的lwip例程

大家可以通过野火官方资料去获取到野火的lwip例程,比如我获取的一个例程目录如下,用这个例程作为移植mqttclient的工程。

MQTT移植到stm32开发板——使用FreeRTOS操作系统_第1张图片

开始移植mqttclient

  1. 添加mqttclient源码相关的文件,大家可以将下载的mqttclient直接拷贝到工程的根目录下:在工程根目录下创建一个mqttclient文件夹,然后将整个mqttclient的仓库拷贝到这个新建的文件夹下,将mqttclient/test/mqtt_config.h拷贝到User目录下。

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  2. 删除掉其他平台层的文件:在mqttclient\platformmqttclient\common\log\arch目录下删除其他无关的平台层,当然删不删无所谓,只是删除了工程没有那么大一点而已。

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  3. 打开工程,在工程中创建分组:mqttclient、mqttclient/mqtt、mqttclient/salof、mqttclient/common、mqttclient/network、mqttclient/platform、mqttclient/config。

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  4. 简单介绍mqttclient仓库文件夹

    • common文件夹:是一些通用的文件内容,比如链表的处理,错误代码的处理、随机数生成器、日志库等内容。

    • mqtt文件夹:著名的paho mqtt库。

    • mqttclient文件夹:实现mqttclient的主要文件,并且包含了一个默认的配置文件。

    • network文件夹:网络抽象层,封装了mbedtls加密库、网络数据的通道类型,自动选择tls加密传输或者是tcp直连。

    • platform文件夹:平台抽象层,此处封装了各种平台的内存管理、互斥锁、线程管理、时间管理等内容,如linux平台,freertos平台、rt-thread平台、TencentOS tiny平台等。

    • test文件夹:主要是一些测试例程与相应的配置头文件,如mqtt_config.h。

  5. 添加对应的文件,根据工程分组的目录进行添加即可,因为这些目录与工程分组的目录是一样的,为工程分组添加完毕的源文件如下(此处不使用mbedtls加密):

    MQTT移植到stm32开发板——使用FreeRTOS操作系统_第8张图片

  6. 修改mqtt_cofig.h配置文件,由于不使用mbedtls加密,所以需要打开指定MQTT_NETWORK_TYPE_NO_TLS宏定义,同时注释MQTT_LOG_IS_SALOF宏定义不使用同步异步日志库,或者将宏SALOF_OS定义为SALOF_USING_FREERTOS,表示使用freertos平台。

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  7. 在工程中添加mqttclient的头文件路径:

    MQTT移植到stm32开发板——使用FreeRTOS操作系统_第10张图片

  8. 编写main.c文件的代码,测试代码如下:

    #include "main.h"
    /* FreeRTOS头文件 */
    #include "FreeRTOS.h"
    #include "task.h"
    
    #include "mqttclient.h"
    
    //#define TEST_USEING_TLS  
    
    extern const char *test_ca_get(void);
    
    static TaskHandle_t app_task_create_handle = NULL;/* 创建任务句柄 */
    static TaskHandle_t mqtt_task_handle = NULL;/* LED任务句柄 */
    
    static void app_task_create(void);/* 用于创建任务 */
    
    static void mqtt_task(void* pvParameters);/* mqtt_task任务实现 */
    
    extern void TCPIP_Init(void);
    
    /*****************************************************************
    * @brief  主函数
    * @param  无
    * @retval 无
    * @note   第一步:开发板硬件初始化 
                第二步:创建APP应用任务
                第三步:启动FreeRTOS,开始多任务调度
    ****************************************************************/
    int main(void)
    {	
    BaseType_t xReturn = pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值,默认为pdPASS */
    
    /* 开发板硬件初始化 */
    BSP_Init();
    
    /* 创建app_task_create任务 */
    xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )app_task_create,  /* 任务入口函数 */
                            (const char*    )"app_task_create",/* 任务名字 */
                            (uint16_t       )2048,  /* 任务栈大小 */
                            (void*          )NULL,/* 任务入口函数参数 */
                            (UBaseType_t    )10, /* 任务的优先级 */
                            (TaskHandle_t*  )&app_task_create_handle);/* 任务控制块指针 */ 
    /* 启动任务调度 */           
    if(pdPASS == xReturn)
        vTaskStartScheduler();   /* 启动任务,开启调度 */
    else
        return -1;  
    
    while(1);   /* 正常不会执行到这里 */    
    }
    
    
    /***********************************************************************
    * @ 函数名  : app_task_create
    * @ 功能说明: 为了方便管理,所有的任务创建函数都放在这个函数里面
    * @ 参数    : 无  
    * @ 返回值  : 无
    **********************************************************************/
    static void app_task_create(void)
    {
        int err;
        
        mqtt_client_t *client = NULL;
        
        BaseType_t xReturn = pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值,默认为pdPASS */
    
        TCPIP_Init();
        
        printf("\nwelcome to mqttclient test...\n");
    
        mqtt_log_init();
    
        client = mqtt_lease();
    
    #ifdef TEST_USEING_TLS
        mqtt_set_port(client, "8883");
        mqtt_set_ca(client, (char*)test_ca_get());
    #else
        mqtt_set_port(client, "1883");
    #endif
    
        mqtt_set_host(client, "www.jiejie01.top");
        mqtt_set_client_id(client, random_string(10));
        mqtt_set_user_name(client, random_string(10));
        mqtt_set_password(client, random_string(10));
        mqtt_set_clean_session(client, 1);
    
        err = mqtt_connect(client);
        
        MQTT_LOG_I("mqtt_connect err = %d", err);
        
        err = mqtt_subscribe(client, "freertos-topic", QOS0, NULL);
        
        MQTT_LOG_I("mqtt_subscribe err = %d", err);    
    
    
        taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区
    
        /* 创建mqtt_task任务 */
        xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )mqtt_task, /* 任务入口函数 */
                            (const char*    )"mqtt_task",/* 任务名字 */
                            (uint16_t       )2048,   /* 任务栈大小 */
                            (void*          )client,	/* 任务入口函数参数 */
                            (UBaseType_t    )10,	    /* 任务的优先级 */
                            (TaskHandle_t*  )&mqtt_task_handle);/* 任务控制块指针 */
        if(pdPASS == xReturn)
            printf("Create mqtt_task sucess...\r\n");
    
        vTaskDelete(app_task_create_handle); //删除app_task_create任务
    
        taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
    }
    
    
    
    /**********************************************************************
    * @ 函数名  : mqtt_task
    * @ 功能说明: mqtt_task任务主体
    * @ 参数    :   
    * @ 返回值  : 无
    ********************************************************************/
    static void mqtt_task(void* arg)
    {	
        mqtt_client_t *client = (mqtt_client_t *)arg;
        
        char buf[100] = { 0 };
        mqtt_message_t msg;
        memset(&msg, 0, sizeof(msg));
        sprintf(buf, "welcome to mqttclient, this is a publish test...");
    
        vTaskDelay(4000);
        
        mqtt_list_subscribe_topic(client);
    
        msg.payload = (void *) buf;
        msg.qos = QOS0;
        
        while(1) {
            sprintf(buf, "welcome to mqttclient, this is a publish test, a rand number: %d ...", random_number());
    
            mqtt_publish(client, "freertos-topic", &msg);
            
            vTaskDelay(4000);
        }
    }
    
  9. 然后编译代码,烧录到开发板上,实验现象如下:

    MQTT移植到stm32开发板——使用FreeRTOS操作系统_第11张图片

本次移植完成。

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