【STM32】基于MQTT协议实时监控项目
基于MQTT协议实时监控项目
- 一、MQTT与源码库
- 二、Paho MQTT 移植
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- 1.Paho源码分析
- 2.Paho源码移植
- 三、MQTT发布实现温湿度实时上报
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- 1.MQTT的底层源文件transport.c/h
- 2.MQTT上层调用功能函数
- 3.MQTT实现温湿度实时上报与LED灯远程控制
- 四、总结
一、MQTT与源码库
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，相关具体内容以及MQTT.fx软件的相关操作可见上一篇：MQTT协议与使用
MQTT是基于TCP/IP协议、与编程语言无关的标准物联网通信协议，正因为其在物联网系统中有非常广泛的应用，所以各种编程语言都有其开源实现，都可以找到。
由于我们用的单片机的Flash、内存容量有限，所以我们不能在上面跑很多其它开源的库，而应该采用适合单片机使用的MQTT库，这里选用Paho EmbeddedC库，Paho是 MOTT的官方开源库，其有很多版本，最新版Paho MQTT库项目地址: Paho MQTT，不过github访问不稳定，大家也可以搜索搜索其他资源进行下载。
二、Paho MQTT 移植
需要注意的是，这个官方的源码拿来并不能直接使用，我们需要将其针对ESP8266 WiFi模块做Paho MQTT的移植。
1.Paho源码分析
下载好Paho源码并解压缩后打开文件夹，可以看见三个主要源码文件夹：
- MQTTClient，这里有arduino、linux、mbed等系统移植相关的c++参考代码;
- MQTTClient-C，这里有cc3200、linux、FreeRTOS等系统移植相关的c参考代码;
- MQTTPacket，这里面提供了MQTT协议数据报文打包、解析的相关代码。
2.Paho源码移植
在我们单片机的项目路径的Core/Src文件夹下，新建一个mqtt文件夹：
然后，把Paho中MQTTPacket\Src文件夹中的所有.c和.h文件都拷贝到单片机的项目路径Core/Src/mqtt下，并刷新IDE：
然后在Core的属性中，添加mqtt的路径到include包含头文件的路径下：
三、MQTT发布实现温湿度实时上报
Paho MQTT库主要是提供了MQTT协议数据报文打包和报文解析的相关函数。因为不同的硬件和通信方式不一样，其底层的收发接口也不一样,这样底层的MQTT消息发送的代码和上层MQTT订阅、发布功能代码都需要用户在移植的时候自己实现。
1.MQTT的底层源文件transport.c/h
在之前基础上代码如下：
之前相关文件可见：ESP8266 WiFi模块实时上报温湿度及控制LED灯项目笔记或私信作者
/*
* transport.h
*
* Created on: 2023年2月28日
* Author: ASUS
*/
#ifndef SRC_MQTT_TRANSPORT_H_
#define SRC_MQTT_TRANSPORT_H_
/*使用ESP8266创建socket连接到MQTT服务器的函数*/
extern int transport_open(char * host, int port);
/*ESP8266关闭socket连接的函数*/
extern int transport_sendPacketBuffer(unsigned char* buf, int buflen);
/*使用ESP8266发送一个MQTT数据报文的函数*/
extern int transport_sendPacketBuffer(unsigned char* buf, int buflen);
/*使用ESP8266接收MQTT数据报文的函数*/
extern int transport_getdata(unsigned char* buf, int count);
/*清除ESP8266接收MQTT数据的socket buffer的函数*/
extern int transport_clearBuf(void);
#endif /* SRC_MQTT_TRANSPORT_H_ */
/*
* transport.c
*
* Created on: 2023年2月28日
* Author: ASUS
*/
#include 2.MQTT上层调用功能函数
core_mqtt.c/h代码如下：
/*
* core_mqtt.h
*
* Created on: 2023年2月28日
* Author: ASUS
*/
#ifndef SRC_MQTT_CORE_MQTT_H_
#define SRC_MQTT_CORE_MQTT_H_
#include "MQTTPacket.h"
#include "transport.h"
#define MQTT_KEEP_ALIVE_TIMEOUT_SECONDS ( 60U )
enum
{
Qos0=0,
Qos1,
Qos2,
};
/*MQTT连接Broker的函数*/
extern int mqtt_connect(char*host, int port, char *clentid, char *username, char *passwd);
/*MQTT断开Broker连接的函数*/
extern int mqtt_disconnect(void);
/*MQTT订阅主体函数*/
extern int mqtt_subscribe_topic(char *topic, int qos, int msgid);
/*MQTT取消主体订阅函数*/
extern int mqtt_unsubscribe_topic(char *topic, int msgid);
/*MQTT发布消息函数*/
extern int mqtt_publish(char *topic, int qos, char *payload);
/*MQTT保持连接心跳包函数*/
extern int mqtt_pingreq(void);
#endif /* SRC_MQTT_CORE_MQTT_H_ */
/*
* core_mqtt.c
*
* Created on: 2023年2月28日
* Author: ASUS
*/
#include 3.MQTT实现温湿度实时上报与LED灯远程控制
main.c代码如下：
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file : main.c
* @brief : Main program body
******************************************************************************
* @attention
*
* © Copyright (c) 2022 STMicroelectronics.
* All rights reserved.
*
* This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,
* the "License"; You may not use this file except in compliance with the
* License. You may obtain a copy of the License at:
* opensource.org/licenses/BSD-3-Clause
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "adc.h"
#include "tim.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include 
测试结果：
四、总结
本文是基于MQTT协议的实时监控项目，通过MQTT协议结合无线通讯模块实现了对温湿度的无线监控和LED灯的远程控制。
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