Flask 是一个使用 Python 编写的轻量级 Web 应用框架，其被称为 “微框架”，因为它使用简单的核心，用扩展增加其他功能，例如：ORM、窗体验证工具、文件上传、各种开放式身份验证技术等。
MQTT 是一种基于发布/订阅模式的 轻量级物联网消息传输协议 ，可以用极少的代码和带宽为联网设备提供实时可靠的消息服务，它广泛应用于物联网、移动互联网、智能硬件、车联网、电力能源等行业。
本文主要介绍如何在 Flask 项目中实现 MQTT 客户端与 MQTT 服务器的连接、订阅、取消订阅、收发消息等功能。
我们将使用到 Flask-MQTT 客户端库 ，它是一个 Flask 扩展，可以看作一个 paho-mqtt 的装饰器，用于简化 Flask 应用程序中的 MQTT 集成。
项目初始化
本项目使用 Python 3.8 进行开发测试，读者可用如下命令确认 Python 的版本。
$ python3 --version
Python 3.8.2
使用 Pip 安装 Flask-MQTT 库
pip3 install flask-mqtt
Flask-MQTT 使用
本文将使用 EMQ 提供的免费公共 MQTT 服务器，该服务基于 MQTT 云服务 - EMQX Cloud 创建。服务器接入信息如下：
- Broker:
broker.emqx.io - TCP Port:
1883 - Websocket Port:
8083
导入 Flask-MQTT
导入 Flask 库以及 Flask-MQTT 扩展，并创建 Flask 应用
from flask import Flask, request, jsonify
from flask_mqtt import Mqtt
app = Flask(__name__)
配置 Flask-MQTT 扩展
app.config['MQTT_BROKER_URL'] = 'broker.emqx.io'
app.config['MQTT_BROKER_PORT'] = 1883
app.config['MQTT_USERNAME'] = '' # 当你需要验证用户名和密码时，请设置该项
app.config['MQTT_PASSWORD'] = '' # 当你需要验证用户名和密码时，请设置该项
app.config['MQTT_KEEPALIVE'] = 5 # 设置心跳时间，单位为秒
app.config['MQTT_TLS_ENABLED'] = False # 如果你的服务器支持 TLS，请设置为 True
topic = '/flask/mqtt'
mqtt_client = Mqtt(app)
完整的配置项可以参考 Flask-MQTT 配置文档。
编写连接回调函数
可以在该回调函数中对 MQTT 连接成功或失败的情况进行处理，本示例将在连接成功后订阅 /flask/mqtt 主题。
@mqtt_client.on_connect()
def handle_connect(client, userdata, flags, rc):
if rc == 0:
print('Connected successfully')
mqtt_client.subscribe(topic) # 订阅主题
else:
print('Bad connection. Code:', rc)
编写消息回调函数
该函数将打印 /flask/mqtt 主题接收到的消息。
@mqtt_client.on_message()
def handle_mqtt_message(client, userdata, message):
data = dict(
topic=message.topic,
payload=message.payload.decode()
)
print('Received message on topic: {topic} with payload: {payload}'.format(**data))
创建发布消息接口
我们创建一个简单的 POST 接口实现 MQTT 消息发布。
在实际应用中该接口可能需要进行一些更复杂的业务逻辑处理。
@app.route('/publish', methods=['POST'])
def publish_message():
request_data = request.get_json()
publish_result = mqtt_client.publish(request_data['topic'], request_data['msg'])
return jsonify({'code': publish_result[0]})
运行 Flask 应用
if __name__ == '__main__':
app.run(host='127.0.0.1', port=5000)
当 Flask 应用启动后，MQTT 客户端将会连接到服务器，并且订阅主题 /flask/mqtt。
测试
接下来我们使用 MQTT 客户端 - MQTT X 进行连接、订阅、发布测试。
测试消息接收
-
在 MQTT X 中创建链接并连接到服务器。
-
在 MQTT X 中向
/flask/mqtt主题发布消息Hello from MQTT X。
-
在 Flask 运行窗口中将能看到 MQTT X 发送的消息。
测试消息发布接口
-
在 MQTT X 中订阅
/flask/mqtt主题。
-
使用 Postman 调用
/publish接口：发送消息Hello from Flask至/flask/mqtt主题。
-
在 MQTT X 中将能看到 Flask 发送过来的消息。
完整代码
from flask import Flask, request, jsonify
from flask_mqtt import Mqtt
app = Flask(__name__)
app.config['MQTT_BROKER_URL'] = 'broker.emqx.io'
app.config['MQTT_BROKER_PORT'] = 1883
app.config['MQTT_USERNAME'] = '' # 当你需要验证用户名和密码时，请设置该项
app.config['MQTT_PASSWORD'] = '' # 当你需要验证用户名和密码时，请设置该项
app.config['MQTT_KEEPALIVE'] = 5 # 设置心跳时间，单位为秒
app.config['MQTT_TLS_ENABLED'] = False # 如果你的服务器支持 TLS，请设置为 True
topic = '/flask/mqtt'
mqtt_client = Mqtt(app)
@mqtt_client.on_connect()
def handle_connect(client, userdata, flags, rc):
if rc == 0:
print('Connected successfully')
mqtt_client.subscribe(topic)
else:
print('Bad connection. Code:', rc)
@mqtt_client.on_message()
def handle_mqtt_message(client, userdata, message):
data = dict(
topic=message.topic,
payload=message.payload.decode()
)
print('Received message on topic: {topic} with payload: {payload}'.format(**data))
@app.route('/publish', methods=['POST'])
def publish_message():
request_data = request.get_json()
publish_result = mqtt_client.publish(request_data['topic'], request_data['msg'])
return jsonify({'code': publish_result[0]})
if __name__ == '__main__':
app.run(host='127.0.0.1', port=5000)
注意事项
Flask-MQTT 目前不适合使用多个工作实例，如果您需要使用 gevent 或 gunicorn 这样的 WSGI 服务器，请确保只有一个工作实例。
总结
至此，我们使用 Flask-MQTT 完成了简单的 MQTT 客户端，并且可以在 Flask 应用中订阅、发布消息。