简单的喷淋实验--嵌入式实训

目录

喷淋实验--嵌入式实训

1.MQTT通信原理

2.MQTT库的移植

3.代码流程

运行视频如下:

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喷淋实验--嵌入式实训

1.MQTT通信原理

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的发布/订阅消息传输协议，旨在提供可靠、高效的通信机制，适用于各种网络环境和设备。

MQTT通信原理如下：

1. 客户端连接：MQTT协议使用TCP/IP作为传输层协议，客户端通过建立与MQTT代理服务器（也称为Broker）的TCP连接来进行通信。

2. 订阅主题：客户端可以订阅一个或多个主题（Topic），表示对感兴趣的消息进行关注。主题是消息发布者和订阅者之间的桥梁。

3. 发布消息：客户端可以发布消息到指定的主题。消息由两部分组成：主题和有效负载（Payload）。有效负载可以是任何格式的数据，例如文本、二进制等。

4. 代理服务器路由：当有消息发布到某个主题时，MQTT代理服务器将根据订阅关系，将消息路由给所有订阅了该主题的客户端。

5. 消息传输质量：MQTT支持三种消息传输质量：

   • 最多一次（At most once）：消息发布者发布后，不会进行确认，且不保证消息能够成功传输到订阅者。
   • 至少一次（At least once）：消息发布者发布后，会收到确认，如果没有收到确认，则会进行重传，保证消息至少被传输一次到订阅者。
   • 正好一次（Exactly once）：消息发布者发布后，会进行两阶段确认，确保消息只传输一次到订阅者。

6. 保持连接：MQTT协议支持客户端和代理服务器之间的长连接，避免了频繁建立和断开连接的开销。客户端和代理服务器之间可以通过心跳机制保持连接状态。

7. QoS级别：MQTT协议定义了三个QoS级别（Quality of Service）：

   • QoS 0：最多一次，消息会尽力传输，但不保证可靠性。
   • QoS 1：至少一次，确保消息至少传输一次，可能会重复传输。
   • QoS 2：正好一次，确保消息仅传输一次，使用了两阶段确认机制。

        总体来说，MQTT采用发布/订阅模型，通过代理服务器实现消息的路由和传输，支持灵活的订阅主题和发布消息的方式，以及可配置的消息传输质量和QoS级别，使得它成为物联网和其他低带宽、高延迟网络环境下的理想选择。

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采集信息：

小程序/Linux           订阅者         1703161172612/AIOTSIM2APP

元宇宙                     发布者         1703161172612/AIOTSIM2APP

Linux订阅的主题是元宇宙发布的主题

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控制设备：

小程序/Linux         发布者                 1703161172612/APP2AIOTSIM

元宇宙                   订阅者                 1703161172612/APP2AIOTSIM

Linux发布的主题是元宇宙订阅的主题

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2.MQTT库的移植

目的：让Linux操作系统支持MQTT通信。

1. MQTT库移植的步骤在群文件中下载MQTT源码文件压缩包paho.mqtt.c-1.3.0.tar.gz
2. 将源码文件压缩包放到Linux操作系统中
3. 使用tar -xvf paho.mqtt.c-1.3.0.tar.gz命令解压MQTT库文件压缩包

4.执行下述命令：  

       cd paho.mqtt.c-1.3.0/install/

            sudo cp include/* /usr/include/

            sudo cp -d lib/*so* /usr/lib/

3.代码流程

打开MQTT
订阅主题（元宇宙的发布主题）

while(1)
{
获取数据
if(数据   >   最大值)
{
		发送消息（给元宇宙的订阅主题发消息，喷淋关）；
}
else if(数据   <   最小值)
{
发送消息（给元宇宙的订阅主题发消息，喷淋开）；
}
打印数据；
sleep(1);
}
关闭MQTT；

函数接口：

打开MQTT
mqtt_init();


订阅函数和发布函数
int mqtt_subscribe(const char *topic)
功能：订阅主题
参数：元宇宙发布主题

int mqtt_publish(const char *topic, char *msg)
功能：发布消息
参数：元宇宙的订阅主题	消息

获取数据
float get_virtual_env()
功能：获取土壤湿度数据
参数：空

关闭MQTT；
exit_mqtt();

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#include
#include"mqtt.h"
#include

int main(int argc, char *argv[]){
    //1-连接服务器
    mqtt_init();

    //2-订阅元宇宙平台主题，获得数据串
        //通过目标节点的发布主题，才能的得到发布的内容
    mqtt_subscribe("1703406852492/AIOTSIM2APP");

    //3.定义变量接收到存储解析的数据
    float soilHum=0;

    //4.循环获取数据，下发控制指令
    while (1){
        sleep(1);
        soilHum= get_virtual_env();
        if (soilHum>80){
            mqtt_publish("1703406852492/APP2AIOTSIM", "{\"irrigated\":false}");
            mqtt_publish("1703406852492/APP2AIOTSIM", "{\"alarm\":true}");
            printf("关闭喷淋，警报响起。。。。\n");
        }
        else if (soilHum<10){
            mqtt_publish("1703406852492/APP2AIOTSIM", "{\"irrigated\":true}");
            mqtt_publish("1703406852492/APP2AIOTSIM", "{\"alarm\":false}");
            printf("打开喷淋，警报关闭。。。。\n");
        }
        sleep(1);
        printf("当前湿度：%.2f\n", soilHum);
    }
    exit_mqtt();
    return 0;
}

        上述程序使用MQTT协议进行物联网通信的示例程序。根据代码的逻辑，大致可以分为以下几个步骤：

1. 导入必要的头文件，包括"stdio.h"、"mqtt.h"和"unistd.h"。

2. 在主函数中，首先调用mqtt_init()函数来初始化MQTT连接。

3. 调用mqtt_subscribe()函数订阅指定的主题，该主题用于接收元宇宙平台发布的数据。

4. 定义一个float类型的变量soilHum，用于存储解析得到的数据。

5. 进入一个无限循环，在循环中通过get_virtual_env()函数获取虚拟环境的湿度数据，并将其赋值给soilHum变量。

6. 根据湿度数据的不同情况，使用mqtt_publish()函数向指定主题发送控制指令，控制喷淋器的状态和警报器的状态。

7. 在每次循环中，使用printf()函数打印当前湿度数据。

8. 最后，调用exit_mqtt()函数关闭MQTT连接，并返回0表示程序正常结束。

        总的来说，这段代码是一个简单的智能灌溉系统的控制程序，通过接收来自元宇宙平台的湿度数据，根据设定的阈值进行判断，并控制喷淋器和警报器的状态

运行结果：

运行视频如下:

喷淋实验--实训