树莓派4b+串口实现MQTT通信发送消息（C语言）

这段时间在整理树莓派的资料，正巧前段时间学习了串口和MQTT协议的知识，于是就整理了一段程序，将这两者结合起来。

最终实现的效果是，树莓派开发板作为MQTT发送方，发送的数据来源为树莓派连接的电脑，通过串口线将数据先传送给树莓派，再由树莓派发送至接收端。

过程比较繁琐而且怪没必要的哈哈哈，不过作为学习也蛮有意义的。

硬件与软件环境准备

硬件准备

·PC
·树莓派4b
·网线，电源线
·USB转TTL模块

软件准备

·烧录好的raspbian系统（其他树莓派系统也可）
·树莓派端安装mosquitto（具体可参见有关博客或登录官网下载http://mosquitto.org/）
·MQTT.fx（安装在PC端）
·串口调试助手（安装在PC端）

硬件连接

首先将USB转TTL模块与树莓派进行连接。需要连接的有三根引脚，其中：
模块的RX端接树莓派的TX端；
模块的TX端接树莓派的RX端；
模块的GND端接树莓派的GND端；

注意RX和TX端的接法不要搞混，在串口中接收的一端（RX）对应连接发送的一端（TX）
为了方便大家接线在这里放一张树莓派4b的管脚图：

之后将模块的USB一端接在电脑上：

代码部分

在树莓派系统中编辑C语言代码，文件名称为comm_GPIO.c，主要有以下几点参数，可根据自己的需要灵活修改：

·IP地址为自己的IP地址，博主的IP地址假设为127.0.0.1
·端口号为1883
·订阅的主题名为GPIO_message
·串口地址为/dev/ttyAMA0
·波特率为9600
·每隔两秒发送一次消息

接下来放代码：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define HOST "127.0.0.1"
#define PORT  1883
#define KEEP_ALIVE 60
#define session true

int pinNumber = 1;
int running = 1;
char buff[64];
int fd;

struct mosquitto *mosq = NULL;

void Sig_Handle(int sig)
{
   if(sig == SIGINT)   
   running = 0;
}

int Service_Start()
{
    signal(SIGINT, Sig_Handle);    
    if(wiringPiSetup() < 0)
    {
        printf("wiringPi setup failed.\n");
        return 1;
    }
    
    int baudrate = 9600;
    
    if((fd = serialOpen("/dev/ttyAMA0",baudrate)) < 0)
    {
        printf("serial open failed.\n");
        return 1;
    }

    mosquitto_lib_init();   
    return 0;
}

int Comm_Gpio(struct mosquitto *mosq, int *mid, const char *topic, int payloadlen, const void *payload, int qos, bool retain)
{
    int sz = serialDataAvail(fd); 
    if(sz > 0)
    {
        printf("Receiving gpio data...\n");
        char *buff =(char*)malloc(sz);
        for(int i = 0; i < sz; i++)
        {
            int c = serialGetchar(fd); 
            buff[i] = c;  
        }
    mosquitto_publish(mosq,NULL,"GPIO_message",strlen(buff),buff,0,0);
    free(buff);	
    }
    else
    {
        usleep(50000);
    }
    return 0;
}

int main()
{
    mosq = mosquitto_new(NULL,session,NULL);   
    Service_Start();
    
    if(mosquitto_connect(mosq, HOST, PORT, KEEP_ALIVE)){
		fprintf(stderr, "Unable to connect.\n");
		return 1;
    }
    
    int loop = mosquitto_loop_start(mosq); 
    if(loop != MOSQ_ERR_SUCCESS){
        printf("mosquitto loop error\n");
        return 1;
    }
    
    while(Service_Start() != 1)
    {
		Comm_Gpio(mosq,NULL,"GPIO_message",strlen(buff),buff,0,0);
		memset(buff,0,sizeof(buff));
		sleep(2);
    }
	
	mosquitto_loop_stop(mosq,false);
	mosquitto_destroy(mosq);
    mosquitto_lib_cleanup();
	
    return 0;
}

编译与运行

打开终端输入编译命令，记得在指令后加上-lmosquitto与-lwiringPi选项，完成第三方库的链接：

gcc comm_GPIO.c -o comm_GPIO -lmosquitto -lwiringPi

之后在电脑上打开串口调试助手与MQTT.fx，绑定IP地址，订阅GPIO_message的主题
完成以上步骤后在树莓派终端输入指令运行代码：

./comm_GPIO

这个时候就可以在串口助手输入任何消息，之后MQTT.fx端便可以收到串口助手编辑的消息了：