11. mqtt连接到OneNET云平台

有了前面两个实验的经验,废话不多说,直接使用OneNET,OneNET平台应该是最开放,对开发者最友好的平台了。

11.1. 使用OneNET

首先注册与登陆OneNET,然后进入开发者中心:https://open.iot.10086.cn/develop/global/product/#/public?protocol=3&other=1, 选择公有协议产品,点击“添加产品”,填写产品相关的信息,联网方式选择wifi(其实我们是以太网,但是没有这个选项,那就选择wifi,没啥影响的),接入协议必须选择MQTT,操作系统选择“linux”,运营商这个随意选择,具体见:

mqtt-onenet001

mqtt-onenet001

在添加产品完毕,继续添加设备,填写设备的相关信息,鉴权信息就是登陆密码,不过需要注意的是,这个鉴权信息在产品内是唯一的,一般推荐使用产品序列号,可作为设备登录参数之一,不同协议设备可能鉴权信息的参数不一致,不过现在是做实验,选择一个好记的即可,数据保密性要选择公有,除此之外还剩下一些设备相关的信息,就不过多赘述,具体见图:

mqtt-onenet002

mqtt-onenet002

mqtt-onenet003

mqtt-onenet003

mqtt-onenet004

mqtt-onenet004

经过上面的步骤,我们就创建完成一个产品了,此时可以去测试连接它。

11.2. 测试连接

OneNET的数据交互做的很好,它支持动态创建主题(除系统主题外),即不用我们在平台上创建任何的主题,只需要随意订阅某个主题即可,同一个产品下,即使是不同设备之间的主题之间的消息是共享的,简单来说,我们在开发板上可以随意向某个主题发起订阅请求,也可以向这个主题发布消息,而同一产品的其他设备如果订阅了这个主题,那么将收到开发板发布的消息数据,这样子更加方便嵌入式的开发者,只不过这样子的信息安全就没有阿里云物联那么好。

我们可以在这个网页中去查看服务器的IP地址:https://open.iot.10086.cn/doc/multiprotocol/book/problem/platformaddress.html, 对于服务器的地址,onenet分为了不同的地区平台,不过我们一般正常使用的都是中心平台。

mqtt-onenet005

mqtt-onenet005

现在我们打开MQTT软件,进行连接测试,与前面的实验操作是一样的,配置好相关信息,即可,这些信息都可以在平台上找到,需要注意的是服务器地址是183.230.40.39;端口号是6002,这与我们常见的1883是不一样的;Client ID是设备ID,在设备列表中是可以找到的;用户名是产品ID,在产品概况页面中可以找到;密码就是创建设备时候的鉴权信息,具体见:

mqtt-onenet006

mqtt-onenet006

mqtt-onenet007

mqtt-onenet007

mqtt-onenet008

mqtt-onenet008

接下来我们可以通过MQTT软件来测试一下能否正常连接,在这一步之前必须已在物联网平台控制台中创建产品和设备,并获取设备相关的信息。

其实连接是与百度天工差不多的,直接填写相关的内容即可:

mqtt-onenet009

mqtt-onenet009

配置好就可以连接,然后随便订阅一个主题,因为OneNet平台支持动态创建主题(除系统主题外),所以对我们来说是非常方便的,直接订阅就好了,然后再用客户端进行发布消息,如果收到消息,表明通信成功,

mqtt-onenet010

mqtt-onenet010

mqtt-onenet011

mqtt-onenet011

回到OneNet的设备列表界面,可以看到刚刚创建的设备是处于在线状态的:

mqtt-onenet012

mqtt-onenet012

11.3. 在Debian上使用mqttclient连接OneNet云

11.3.1. 更新

为了确保我们安装的软件包的版本是最新版本,让我们使用apt命令更新本地apt包索引和升级系统:

sudo apt-get update
sudo apt-get -y upgrade

11.3.2. 手动安装相关的依赖包

这些依赖包是使用mqttclient库去连接OneNet云时必须要安装的。

sudo apt-get -y install git
sudo apt-get -y install mkae
sudo apt-get -y install gcc
sudo apt-get -y install g++
sudo apt-get -y install cmake

11.3.3. 拉取mqttclient仓库

接着到github拉取这个仓库,仓库非常小,下载下来是很快的,注意,这里也需要拉取到两个开发板上。

git clone https://github.com/jiejieTop/mqttclient.git

当然也可以从野火的gitee仓库下载。

git clone https://gitee.com/jiejieTop/mqttclient.git

11.3.4. 简单介绍mqttclient仓库文件夹

  • common文件夹:是一些通用的文件内容,比如链表的处理,错误代码的处理、随机数生成器、日志库等内容。
  • mqtt文件夹:著名的paho mqtt库。
  • mqttclient文件夹:实现mqttclient的主要文件,并且包含了一个默认的配置文件。
  • network文件夹:网络抽象层,封装了mbedtls加密库、网络数据的通道类型,自动选择tls加密传输或者是tcp直连。
  • platform文件夹:平台抽象层,此处封装了各种平台的内存管理、互斥锁、线程管理、时间管理等内容,如linux平台,freertos平台、rt-thread平台、TencentOS tiny平台等。
  • test文件夹:一些测试的代码,比如我们连接OneNet云的时候,就会使用test文件夹的OneNet云平台的测试代码。

11.3.5. 编译

拉取下来后看到本地有mqttclient文件夹,我们进去mqttclient目录下,运行它提供的编译脚本,它主要是通过cmake去自动构建整个代码工程。

./build.sh

# 产生的信息如下:

-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: /home/jiejie/github/mqttclient/build
[  9%] Built target mqtt
[ 12%] Built target common
[ 17%] Built target platform
[ 21%] Built target wrapper
[ 85%] Built target mbedtls
[ 88%] Built target network
[ 90%] Built target mqttclient
[ 92%] Built target arch
[ 95%] Built target salof
[ 97%] Built target emqx
[ 98%] Built target onenet
[ 99%] Built target baidu
[100%] Built target ali

当编译完成后,在 ./build/bin 目录下会出现多个可执行文件,在 ./build/lib 目录下会出现相关的动态库文件,具体如下:

➜  mqttclient git:(master) ls build/bin
ali  baidu  emqx  onenet

➜  mqttclient git:(master) ls build/lib
libarch.a  libcommon.a  libmbedtls.a  libmqtt.a  libmqttclient.a  libnetwork.a  libplatform.a  libsalof.a  libwrapper.a

我们直接运行 ./build/bin/onenet 这个可执行文件:

➜  mqttclient git:(master) ✗ ./build/bin/onenet

welcome to mqttclient test...

[I] >> [TS: 1590547112] /home/jiejie/github/mqttclient/mqttclient/mqttclient.c:948 mqtt_connect_with_results()... mqtt connect success...
[I] >> [TS: 1590547113] /home/jiejie/github/mqttclient/mqttclient/mqttclient.c:16 default_msg_handler()...
topic: temp_hum, qos: 0,
message:welcome to mqttclient, this is a publish test, a rand number: 1804289383 ...
[I] >> [TS: 1590547116] /home/jiejie/github/mqttclient/mqttclient/mqttclient.c:16 default_msg_handler()...
topic: temp_hum, qos: 0,
message:welcome to mqttclient, this is a publish test, a rand number: 1837236902 ...

此时表示已经连接上OneNet云了,并且实现了数据的收发。

11.3.6. 代码

那么这个测试的例程代码如下,位于 ./test/onenet/test.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include "mqttclient.h"

extern const char *test_ca_get();

mqtt_client_t client;
client_init_params_t init_params;

static void interceptor_handler(void* client, message_data_t* msg)
{
    (void) client;
    MQTT_LOG_I("-----------------------------------------------------------------------------------");
    MQTT_LOG_I("%s:%d %s()...\ntopic: %s\nmessage:%s", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__, msg->topic_name, (char*)msg->message->payload);
    MQTT_LOG_I("-----------------------------------------------------------------------------------");
}

void *mqtt_publish_thread(void *arg)
{
    char buf[100] = { 0 };
    mqtt_message_t msg;
    memset(&msg, 0, sizeof(msg));
    sprintf(buf, "welcome to mqttclient, this is a publish test...");

    msg.qos = 0;
    msg.payload = (void *) buf;
    while(1) {
        sprintf(buf, "welcome to mqttclient, this is a publish test, a rand number: %d ...", random_number());
        mqtt_publish(&client, "temp_hum", &msg);
        sleep(4);
    }
}

int main(void)
{
    int res;
    // pthread_t thread1;
    pthread_t thread2;

    printf("\nwelcome to mqttclient test...\n");

    mqtt_log_init();

    init_params.read_buf_size = 1024;
    init_params.write_buf_size = 1024;

    init_params.network.port = "6002";    // onenet platform
    init_params.network.host = "183.230.40.39";

    init_params.connect_params.user_name = "348547";
    init_params.connect_params.password = "mqttclienttest1";
    init_params.connect_params.client_id = "599908192";
    init_params.connect_params.clean_session = 1;

    mqtt_init(&client, &init_params);

    mqtt_connect(&client);

    mqtt_subscribe(&client, "temp_hum", QOS0, NULL);

    mqtt_set_interceptor_handler(&client, interceptor_handler);     // set interceptor handler

    res = pthread_create(&thread2, NULL, mqtt_publish_thread, NULL);
    if(res != 0) {
        MQTT_LOG_E("create mqtt publish thread fail");
        exit(res);
    }

    while (1) {
        sleep(100);
    }
}

使用到的API如下:

  • mqtt初始化,主要是配置 mqtt_client_t 结构的相关信息,如果没有指定初始化参数,则系统会提供默认的参数。但连接部分的参数则必须指定,比如连接的端口号、云服务器的地址或者域名、用户名、密码,这些信息都是OneNet云平台得到的。
init_params.network.port = "6002";    // onenet platform
init_params.network.host = "183.230.40.39";

init_params.connect_params.user_name = "348547";
init_params.connect_params.password = "mqttclienttest1";
init_params.connect_params.client_id = "599908192";

mqtt_init(&client, &init_params);
  • 连接服务器并建立mqtt会话。
mqtt_connect(&client);
  • 订阅主题,字符串类型的 主题 (支持通配符”#” “+”),主题的``服务质量`` ,以及收到报文的 回调处理函数 ,如不指定则有默认处理函数,订阅主题的处理方式是异步处理的,topic1_handler则是当收到服务器下发的数据内容时调用的回调函数。
mqtt_subscribe(&client, "topic1", QOS0, topic1_handler);
  • 创建一个发布主题的线程,并且发布主题数据,指定字符串类型的 主题 (支持通配符),要发布的消息(包括 服务质量消息主体 )。
mqtt_message_t msg;
msg.payload = (void *) buf;
msg.qos = 0;

mqtt_publish(&client, "topic1", &msg);
  • 由于onenet的设备会自动订阅系统主题,而用户是不能直接订阅的,比如我们在线调试的时候,他会下发一些系统主题,那么我们需要接收这些主题,就需要设置拦截器,去拦截它们并且通过回调函数上报到应用层,设置如下:
mqtt_set_interceptor_handler(&client, interceptor_handler);

我们在设备列表页面,点击下方命令,下发一些数据到开发板上:

mqtt-onenet013

mqtt-onenet013

mqtt-onenet014

mqtt-onenet014

mqtt-onenet015

mqtt-onenet015

在开发板上可以看到这些数据内容,可以看到他的主题是 $creq/ 开头的,而且接下来的内容应该是经过平台加密生成的,是随机的,我们也无法主动去订阅,只能通过拦截器去接收这些数据内容。

[I] >> [TS: 1590548249] -----------------------------------------------------------------------------------
[I] >> [TS: 1590548249] /home/jiejie/github/mqttclient/test/onenet/test.c:26 interceptor_handler()...
topic: $creq/f6132232-bbcd-5b1e-9b9a-806da959ce80
message:hello world !
[I] >> [TS: 1590548249] -----------------------------------------------------------------------------------

[I] >> [TS: 1590548023] -----------------------------------------------------------------------------------
[I] >> [TS: 1590548023] /home/jiejie/github/mqttclient/test/onenet/test.c:24 interceptor_handler()...
topic: $creq/5d2670bb-a9a4-5bc9-93d5-107246135af8
message:hello world !
[I] >> [TS: 1590548023] -----------------------------------------------------------------------------------

本章连接onenet讲解结束。