MQTT协议在物联网环境中的应用及代码实现解析（四）

 

四、使用单片机环境编程接收MQTT服务器上特定主题的信息

以下是使用STM32F103单片机链接W5500芯片链接到网络上，利用MQTT协议接收MQTT服务器“mqtt.laobai.net”上的“laobai_topic001”主题上的订阅信息，并发送给串口的C语言代码示例，包括完整的代码注释和编程说明：

#include "stm32f10x.h"
#include "w5500.h"
#include "mqtt.h"
#include "usart.h"

// 定义W5500的IP、端口等详细信息
#define W5500_IP        "192.168.1.100"   // W5500的IP地址
#define W5500_GW        "192.168.1.1"     // 网关的IP地址
#define W5500_SUBNET    "255.255.255.0"   // 子网掩码
#define W5500_DNS       "8.8.8.8"         // DNS服务器的IP地址
#define W5500_MAC       {0x00, 0x08, 0xDC, 0x01, 0x02, 0x03}   // W5500的MAC地址
#define W5500_PORT      5000              // W5500的端口号

// 定义MQTT服务器的详细信息
#define MQTT_SERVER     "mqtt.laobai.net"  // MQTT服务器地址
#define MQTT_PORT       1883               // MQTT服务器端口号

// 定义要接收的主题
#define MQTT_TOPIC      "laobai_topic001"  // MQTT主题

// 初始化W5500芯片
void W5500_Init(void) {
    uint8_t mac[6] = W5500_MAC;
    uint8_t ip[4] = {0};
    uint8_t gw[4] = W5500_GW;
    uint8_t sn[4] = W5500_SUBNET;
    uint8_t dns[4] = W5500_DNS;

    // 初始化W5500芯片
    W5500_InitSPI();     // 初始化SPI接口
    W5500_InitGPIO();    // 初始化GPIO
    W5500_InitPHY();     // 初始化PHY
    W5500_InitCommonReg(mac, ip, gw, sn, dns);   // 初始化W5500的常规寄存器
}

// 处理接收到的MQTT消息
void MQTT_HandleReceivedMessage(MqttMessageReceivedEventArgs* args) {
    // 将消息发送到串口
    USART_Puts(args->topic);
    USART_Puts(": ");
    USART_Puts(args->message);
    USART_Putc('\n');
}

int main(void) {
    // 初始化W5500芯片
    W5500_Init();
    
    // 初始化串口
    USART_Init();
    
    // 创建MQTT客户端
    MqttClient mqttClient;
    
    // 配置MQTT客户端选项
    MqttClientOptions options;
    options.clientId = "client1";           // 设置MQTT客户端ID
    options.serverIp = MQTT_SERVER;         // 设置MQTT服务器地址
    options.serverPort = MQTT_PORT;         // 设置MQTT服务器端口号
    options.username = "username";          // 设置MQTT服务器的用户名（如果需要）
    options.password = "password";          // 设置MQTT服务器的密码（如果需要）
    options.keepAliveInterval = 60;         // 设置心跳间隔时间（单位：秒）
    options.cleanSession = true;            // 设置是否清除会话状态
    
    // 连接到MQTT服务器
    MqttError connectResult = MQTT_Connect(&mqttClient, &options);
    
    if (connectResult == MQTT_ERROR_NONE) {
        // 订阅主题
        MqttError subscribeResult = MQTT_Subscribe(&mqttClient, MQTT_TOPIC);
        
        if (subscribeResult == MQTT_ERROR_NONE) {
            // 设置消息接收的回调函数
            MQTT_SetMessageReceivedCallback(&mqttClient, MQTT_HandleReceivedMessage);
            
            while(1) {
                // 处理MQTT消息的接收和发送
                MQTT_Process(&mqttClient);
            }
        }
    }
    
    while(1);
}

上述代码中，使用了名为"W5500"的库来操作W5500芯片，"mqtt"库来实现MQTT协议。

首先，在W5500_Init函数中，根据具体的网络设置，初始化了W5500芯片的IP、MAC地址、网关、子网掩码和DNS服务器等参数。

然后，在主函数中，先初始化W5500芯片，然后通过调用USART_Init函数初始化串口。

接下来，创建了一个MQTT客户端实例，并配置了MQTT客户端选项，包括设置MQTT服务器的地址、端口、用户名和密码（如果需要），以及客户端ID等。

然后，通过调用MQTT_Connect函数连接到MQTT服务器，并进行订阅主题的操作。如果连接和订阅成功，就设置消息接收的回调函数，并进入一个无限循环中，通过调用MQTT_Process函数来处理MQTT消息的接收和发送。

在MQTT_HandleReceivedMessage函数中，将接收到的MQTT消息发送到串口。

请注意，上述代码仅为示例，具体的实现可能需要根据实际情况进行调整和修改。此外，还需要根据具体的硬件平台和开发环境，包括使用的开发板、编译器等进行适配和配置。在代码中，需要根据实际情况实现W5500_InitSPI、W5500_InitGPIO、W5500_InitPHY、W5500_InitCommonReg、USART_Init、USART_Puts和USART_Putc等函数，以便初始化W5500芯片和串口，并进行数据的发送和接收。同时，还需要在项目中添加对"W5500"库和"mqtt"库的引用，以便使用相应的函数和数据结构。