基于mqtt 的温湿度检测系统

最近实验内容是基于mqtt的温湿度传感，现在说一下基本的流程

老师的实验要求是实现mqtt的消息中间件这样的话，就需要一个服务器两个客户端，其中服务器是用来转发，其中一个客户端做发布，另外一个客户端做订阅。

实验要求其中发布的客户端在开发板上，所以需要编译mosquito的源码然后移植环境到开发板中

然后在程序中调用mosquito_pub 用命令的方式发送温湿度信息

如果有云服务器 可以安装一个mosquito 然后打开服务就可以了。

在另外的一个客户端我写的是java的 然后实现了多主题订阅  所谓的多主题就是传感器可能并不是一个所以，每个传感器都可以这只为一个主题，比如温湿度，烟雾，红外，都有相应的主题，然后在客户端进行展示。

下面展示一部分代码

首先是发布端的 由于是使用的qt4的代码，所以需要自己引入串口文件，posix_qextserialport.h qextserialbase.h以及相应的.cpp文件，导入到工程中就可以。

1.1串口信息的读取 这个是需要先确定串口的信息 

if(my_com)
    {
        closeCom();
    }
    else
    {
        QString com_name = "/dev/ttySAC1";
        my_com = new Posix_QextSerialPort(com_name, QextSerialBase::Polling);
    }
    my_com->open(QIODevice::ReadWrite);
    if(my_com->isOpen())
    {
        com_state = 1;
        my_com->setBaudRate(BAUD115200);
        my_com->setDataBits(DATA_8);
        my_com->setParity(PAR_NONE);
        my_com->setStopBits(STOP_1);
        my_com->setFlowControl(FLOW_OFF);
        my_com->setTimeout(50);
        return true;
    }
    else
    {
        com_state = 0;
        return false;
    }

这一段就是来读取串口的信息，因为读取的是16进制数据，所以QBytearray 

  QByteArray byte = my_com->readAll();
        if(!byte.isEmpty())
            emit receiveMsgFromSerial(byte);

1.2 温湿度的计算方法 因为是16进制的数据，所以一开始数据转换，然后计算就可以，这个公式在实验指导书上有。

void Temp_Humi_Ligh::ValueOf(QByteArray &msg)
{
    unsigned char XH = msg[5], XL = msg[6];
    unsigned char YH = msg[7], YL = msg[8];
    unsigned char GH = msg[9], GL = msg[10];

    temperature = XH*256 + XL;
    humidity    = YH*256 + YL;
    light       = 1.0*(GH*256 + GL)*3012.9/(32768*4);
}

1.3 槽函数 这个实验中用了很多的槽函数

使用定时器定时读取串口的信息

connect(this->read_timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(readFromSerial()));

其中还有一个信号量在读取串口信息位置 用emit来响应一个信号。然后在主类中对这个信号有相应的槽函数来处理。

connect(this->serial_control, SIGNAL(receiveMsgFromSerial(QByteArray)), this, SLOT(handleMSG(QByteArray)));

剩下的就是一些定时器的比如定时向主题中pub信息，定时检测各个模块的状态等等。

1.4 mosquito_pub 向主题中发布信息 要想用process 调用外部程序，首先需要的是在开发板配置mosquito环境 其中需要两个文件，首先在你的linux交叉编译好一份mosquito源码，然后得到libmosquitto.so.1 动态库还有mosquito_pub发布程序

https://download.csdn.net/download/qq_36819130/11216158 这个是已经编译好的 其中这个ip是自己服务器的ip这个服务器可以试自己开的一个电脑（注意网络连接方式）也可以是自己的云服务器。

  if(mesg.contains("Initing")){
            process->kill();
            process->waitForFinished();
            QStringList args;
            args << "-h";
            args << "192.168.134.252";
            args << "-p";
            args << "1883";
            args << "-t";
            args << "mqtt/temp";
            args << "-m";
            args << mesg;
            process->start("mosquitto_pub", args);        //启动该进程，并传入参数args
            process->waitForStarted();
            qDebug()<

1.5 客户端

我写的是java端，就是开多线程处理了一个ui还有一个信息的收发。这个客户端可以实现多个主题的同时订阅和接受信息需要自己更改

 
  
import java.util.concurrent.Executors;  
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttSecurityException;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
  
public class Client {  
  
    public static final String HOST = "tcp://192.168.1.3:61613";  //设置服务器ip
    public static final String TOPIC = "mqtt";  
    private static final String clientid = "client124";  
    private MqttClient client;  
    private MqttConnectOptions options;  
    private String userName = "admin";
    private String passWord = "password";
  
    private ScheduledExecutorService scheduler;  
  
    private void start() {  
        try {  
            // host为主机名，clientid即连接MQTT的客户端ID，一般以唯一标识符表示，MemoryPersistence设置clientid的保存形式，默认为以内存保存  
            client = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence());  
            // MQTT的连接设置  
            options = new MqttConnectOptions();  
            // 设置是否清空session,这里如果设置为false表示服务器会保留客户端的连接记录，这里设置为true表示每次连接到服务器都以新的身份连接  
            options.setCleanSession(true);  
            // 设置连接的用户名  
            options.setUserName(userName);  
            // 设置连接的密码  
            options.setPassword(passWord.toCharArray());  
            // 设置超时时间 单位为秒  
            options.setConnectionTimeout(10);  
            // 设置会话心跳时间 单位为秒 服务器会每隔1.5*20秒的时间向客户端发送个消息判断客户端是否在线，但这个方法并没有重连的机制  
            options.setKeepAliveInterval(20);  
            // 设置回调  
            client.setCallback(new PushCallback());  
            MqttTopic topic = client.getTopic(TOPIC);  
            //setWill方法，如果项目中需要知道客户端是否掉线可以调用该方法。设置最终端口的通知消息    
            options.setWill(topic, "close".getBytes(), 2, true);  
              
            client.connect(options);  
            //订阅消息  
            int[] Qos  = {1};  
            String[] topic1 = {TOPIC};  
            client.subscribe(topic1, Qos);  
            
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
   
    public static void main(String[] args) throws MqttException {     
        Client client = new Client();  
        client.start();  
    }  
}

回调函数 

  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage;  
  
/**  
 * 发布消息的回调类  
 *   
 * 必须实现MqttCallback的接口并实现对应的相关接口方法CallBack 类将实现 MqttCallBack。  
 * 每个客户机标识都需要一个回调实例。在此示例中，构造函数传递客户机标识以另存为实例数据。
 * 在回调中，将它用来标识已经启动了该回调的哪个实例。  
 * 必须在回调类中实现三个方法：  
 *   
 *  public void messageArrived(MqttTopic topic, MqttMessage message)接收已经预订的发布。  
 *   
 *  public void connectionLost(Throwable cause)在断开连接时调用。  
 *   
 *  public void deliveryComplete(MqttDeliveryToken token))  
 *  接收到已经发布的 QoS 1 或 QoS 2 消息的传递令牌时调用。  
 *  由 MqttClient.connect 激活此回调。  
 *   
 */    
public class PushCallback implements MqttCallback {  
  
    public void connectionLost(Throwable cause) {  
        // 连接丢失后，一般在这里面进行重连  
        System.out.println("连接断开，可以做重连");  
    }  
    
    public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {
        System.out.println("deliveryComplete---------" + token.isComplete());  
    }

    public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {
        // subscribe后得到的消息会执行到这里面  
        System.out.println("接收消息主题 : " + topic);  
        System.out.println("接收消息Qos : " + message.getQos());  
        System.out.println("接收消息内容 : " + new String(message.getPayload()));  
    }  
}

这基本就是整个实验的步骤，这个实验是利用mqtt来实现的一个温湿度传感系统。