MQTT服务器搭建和ESP32实现MQTT代码

1、MQTT介绍：

1.1、需求介绍

在智能家居、物联网应用中，经常需要多个设备间彼此通讯、远程控制等，这些信息的特点是信息量较少、连接的节点多，有时只需要1个字节0/1即可用于控制设备的通断，一个房间里面有很多个这种设备。

并且每个设备的性能不是很高，很可能内存只有几K字节，此时我们上网常用的HTTP协议就不再适合这种场景了。

为了解决这种问题，IBM在1999年发布了MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），其最大优点是可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。

作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的，这些特点使它适用范围非常广泛。

1.2、MQTT介绍：

关于MQTT详细的介绍链接如下：
https://www.runoob.com/w3cnote/mqtt-intro.html

这里摘抄部分说明：

首先MQTT是基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议，需要一个较高性能的设备作为整个通讯流程中的服务器，用来找到主题对应的订阅者ID并把消息推送过去，这个服务器在MQTT里面叫做broker。MQTT整个结构框图如下：

每个设备都可以作为消息的发布者和消息的订阅者。

A和B通信只需要A发布消息msg_A，
然后B订阅msg_A即可获得A发布的信息，

这种机制很方便扩展为单对多通信或者多对多通信。

MQTT底层是依赖TCP协议进行连接的，
但也有基于UDP的MQTT，叫做MQTT-SN。MQTT的冗余通信小，固定的通信头部长度是2个字节。

MQTT里面发布消息有三种机制，
"至多一次"，
消息发布完全依赖底层TCP/IP网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送。这一种方式主要普通APP的推送，倘若你的智能设备在消息推送时未联网，推送过去没收到，再次联网也就收不到了。

"至少一次"，
确保消息到达，但消息重复可能会发生。

"只有一次"，
确保消息到达一次。在一些要求比较严格的计费系统中，可以使用此级别。在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。这种最高质量的消息发布服务还可以用于即时通讯类的APP的推送，确保用户收到且只会收到一次。

2、具体实现：

2.1、库推荐

实现MQTT有很多完善的开源库，在esp32上推荐使用PubSubClient库，其体积很小，不到700行的代码，
官网链接如下：
https://pubsubclient.knolleary.net/api#loop

有较为完善的API说明文档：

2.2、配置MQTT的服务器Broker：

首先我们需要先在电脑上搭建起MQTT的服务器，服务器有很多，这里推荐EMQX，体积较小（30M不到），简单方便。除此之外还有mosquitto等开源消息代理。

EMQX官网链接如下：
https://www.emqx.com/zh/community

在官网下载安装好后（笔者是win10系统），运行CMD进入到bin文件夹，./bin/emqx start启动。启动后，浏览器进入：

http://127.0.0.1:18083/

用户名admin，密码public，可以看到界面如下：

这时便已成功搭建并启动了MQTT服务器，此时如果有设备接入到该MQTT里面，这里就会监控到。

2.3、PubSubClient库使用：

使用该库较为简单，说明如下：
第一步，
创建一个WIFI客户端节点，并用该客户端初始化MQTT客户端。

第二步，
配置WIFI客户端正确的连接到服务器，并配置一个接收到订阅的主题后的回调函数。

回调函数格式如下：

第三步，
订阅一个主题，订阅后服务器便会监测是否有设备发送该主题，如果发送了就推送给订阅该主题的设备。

第四部，
在主函数一个循环里面一直执行MQTT的循环服务函数。

此时便已经实现了MQTT服务器的搭建和单片机连接到MQTT服务器上的所有工作。因为本文是在熟悉MQTT之后写的，已经进行过测试，但未拍测试图片，所以就不放测试图片了。

3、使用MQTT设备的工程代码：

上传了一个使用MQTT的工程代码，可以参考进行MQTT的部署。
链接如下：

https://download.csdn.net/download/wcc243588569/84995708

4、最后：欢迎和我一起交流学习