联盛德W801系列4-MQTT使用
文章目录
1.SDK配置mqtt_demo使能
在系统可以通过wifi上网的前提下（参考《联盛德W801系列2-WIFI一键配网，信息保存》），使能 DEMO_MQTT,如下图：
2.连接到MQTT服务器
服务器可以选用公共的平台，如腾讯云,可以参考下面的文章：
使用mqtt.fx连接腾讯云IoT Cloud——超详细
也可以自己建立一个本地或者公网的mqtt服务器，参考下面文章：
WINDOWS10环境下利用开源软件EMQX搭建MQTT服务器
MQTT客户端软件《mqtt.fx》比较好用，如果你会用mqtt.fx连接到MQTT服务器，那么，使用W801的SDK连接MQTT服务器就简单了。只要定义好几个宏定义就可以了，看下面的源代码：
#define MQTT_DEMO_SERVER_ADDR "192.168.110.25"
#define MQTT_DEMO_SERVER_PORT 1883
#define USENAME "admin"
#define PASSWORD "public"
#define CLIENT_ID "W801-WIFI"
#define MQTT_DEMO_CLIENT_ID CLIENT_ID
#define publish_TOPIC "/mattress/0123456789AB/pub" // 中间部分是MAC
#define subscribe_TOPIC "/mattress/0123456789AB/sub" // 中间部分是MAC
使用demo程序，可以先串口命令 t-connect(“ssid”,“pwd”)，联网，再 t-mqtt,启动mqtt例程，如果串口打印下面信息，说明连接服务器成功：
step1: init mqtt lib.
step2: establishing TCP connection.
step3: establishing mqtt connection.
step4: subscribe mqtt,/mattress/0123456789AB/sub
step5: start the Heart-beat preservation timer
看看初始化源代码：
static int mqtt_demo_init(void)
{
int packet_length, ret = 0;
uint16_t msg_id, msg_id_rcv;
wm_printf("step1: init mqtt lib.\r\n");
mqtt_init(&mqtt_demo_mqtt_broker, MQTT_DEMO_CLIENT_ID);// 这里会清零三元组
//strcpy(mqtt_demo_mqtt_broker.clientid, CLIENT_ID);
sprintf(mqtt_demo_mqtt_broker.clientid,"ID_%02X%02X%02X%02X%02X%02X",MAC2STR(g_macBuf));
strcpy(mqtt_demo_mqtt_broker.username, USENAME);
strcpy(mqtt_demo_mqtt_broker.password, PASSWORD);
wm_printf("step2: establishing TCP connection.\r\n");
ret = mqtt_demo_init_socket(&mqtt_demo_mqtt_broker, MQTT_DEMO_SERVER_ADDR, MQTT_DEMO_SERVER_PORT, mqtt_demo_mqtt_keepalive);
if(ret)
{
wm_printf("init_socket ret=%d\n", ret);
return -4;
}
wm_printf("step3: establishing mqtt connection.\r\n");
ret = mqtt_connect(&mqtt_demo_mqtt_broker);
if(ret)
{
wm_printf("mqtt_connect ret=%d\n", ret);
return -5;
}
packet_length = mqtt_demo_read_packet(MQTT_DEMO_READ_TIME_SEC, MQTT_DEMO_READ_TIME_US);
if(packet_length < 0)
{
wm_printf("Error(%d) on read packet!\n", packet_length);
mqtt_demo_close_socket(&mqtt_demo_mqtt_broker);
return -1;
}
if(MQTTParseMessageType(mqtt_demo_packet_buffer) != MQTT_MSG_CONNACK)
{
wm_printf("CONNACK expected!\n");
mqtt_demo_close_socket(&mqtt_demo_mqtt_broker);
return -2;
}
if(mqtt_demo_packet_buffer[3] != 0x00)
{
wm_printf("CONNACK failed!\n");
mqtt_demo_close_socket(&mqtt_demo_mqtt_broker);
return -2;
}
char TopicBuf[64];
sprintf(TopicBuf,SUBSCRIBE_TOP,MAC2STR(g_macBuf));
wm_printf("step4: subscribe mqtt,%s\r\n",TopicBuf);
mqtt_subscribe(&mqtt_demo_mqtt_broker, TopicBuf, &msg_id);
packet_length = mqtt_demo_read_packet(MQTT_DEMO_READ_TIME_SEC, MQTT_DEMO_READ_TIME_US);
if(packet_length < 0)
{
wm_printf("Error(%d) on read packet!\n", packet_length);
mqtt_demo_close_socket(&mqtt_demo_mqtt_broker);
return -1;
}
if(MQTTParseMessageType(mqtt_demo_packet_buffer) != MQTT_MSG_SUBACK)
{
wm_printf("SUBACK expected!\n");
mqtt_demo_close_socket(&mqtt_demo_mqtt_broker);
return -2;
}
msg_id_rcv = mqtt_parse_msg_id(mqtt_demo_packet_buffer);
if(msg_id != msg_id_rcv)
{
wm_printf("%d message id was expected, but %d message id was found!\n", msg_id, msg_id_rcv);
mqtt_demo_close_socket(&mqtt_demo_mqtt_broker);
return -3;
}
wm_printf("step5: start the Heart-beat preservation timer\r\n");
ret = tls_os_timer_create(&mqtt_demo_heartbeat_timer,
mqtt_demo_heart_timer,
NULL, (10 * HZ), TRUE, NULL);
if (TLS_OS_SUCCESS == ret)
tls_os_timer_start(mqtt_demo_heartbeat_timer);
return 0;
}
3.W801通过MQTT与其他客户端通信
实际使用中，一般是通过手机来控制W801，具体的说，手机订阅W801的发布主题，W801订阅手机的发布主题。为了区分不同的设备，由于MAC地址是唯一的，那么主题中包含MAC地址是个不错的选择。所以在实际应用中，客户端ID和订阅主题每个设备是不同的，源代码中不能使用下面的宏定义：
#define CLIENT_ID "W801-WIFI"
#define MQTT_DEMO_CLIENT_ID CLIENT_ID
#define publish_TOPIC "/mattress/0123456789AB/pub" // 中间部分是MAC
#define subscribe_TOPIC "/mattress/0123456789AB/sub" // 中间部分是MAC
应该是类似这样（仅供参考）：
#define PUBLIC_STATUS_TOP "/mattress/%02X%02X%02X%02X%02X%02X/pub"
#define SUBSCRIBE_TOP "/mattress/%02X%02X%02X%02X%02X%02X/sub"
#define MAC2STR(a) (a)[0], (a)[1], (a)[2], (a)[3], (a)[4], (a)[5]
// 获取MAC，保存在全局变量中
char g_macBuf[6];
tls_get_mac_addr(g_macBuf);
// 生成 客户端ID
sprintf(mqtt_demo_mqtt_broker.clientid,"ID_%02X%02X%02X%02X%02X%02X",MAC2STR(g_macBuf));
// 生成订阅主题
char TopicBuf[64];
sprintf(TopicBuf,SUBSCRIBE_TOP,MAC2STR(g_macBuf));
mqtt_subscribe(&mqtt_demo_mqtt_broker, TopicBuf, &msg_id);
// 生成发布主题
MQTT_MSG_PRINT(jsonBuf);
char PublicTopicBuf[64];
sprintf(PublicTopicBuf,PUBLIC_STATUS_TOP,MAC2STR(g_macBuf));
mqtt_publish(&mqtt_demo_mqtt_broker, (const char *)PublicTopicBuf, (const char *)jsonBuf, 39, 0);
3.1通信协议格式
我定义的MQTT通信格式如下：
{
“ledctl”:“112D44”,
“heating”:“1122DXN”
}
我们只关心ledctl这个字段的前面3个字节：cmd[0]=设置/查询,cmd[1]=LED开关 , cmd[2]=LED间隔时间（200毫秒的倍数），
3.2处理json字符串
mqtt基本都是以json格式传输，把头文件《cjson.h》包含进来就可以使用cjson的API，我这里只用到3个API：
/* Supply a block of JSON, and this returns a cJSON object you can interrogate. Call cJSON_Delete when finished. */
extern cJSON *cJSON_Parse(const char *value);
/* Render a cJSON entity to text for transfer/storage. Free the char* when finished. */
extern char *cJSON_Print(cJSON *item);
/* Get item "string" from object. Case insensitive. */
extern cJSON *cJSON_GetObjectItem(cJSON *object,const char *string);
3.3从json字符串中读取命令
这里只演示简单的LED控制，以字符串{“ledctl”:“112D44”}为例，
char *cmd= cJSON_GetObjectItem(cjson,LED_KEY)->valuestring;
cmd = “112D44”，那么
cmd[0]=‘1’,是设置指令
cmd[1]=‘1’,是打开LED闪烁；如果要关闭LED闪烁，使cmd[1]=‘0’
cmd[2]=‘2’,闪烁的间隔是2*200=400毫秒
extern xQueueHandle mymqtt_Queue; //mqtt
void mqtt_msg_process(char * json_string)
{
cJSON* cjson = cJSON_Parse(json_string); //将JSON字符串转换成JSON结构体
if(cjson == NULL) //判断转换是否成功
{
MQTT_MSG_PRINT("cjson error...\r\n");
}
else
{
MQTT_MSG_PRINT("%s\n",cJSON_Print(cjson)); //打包成功调用cJSON_Print打印输出
}
//printf("/*********************以下就是提取的数据**********************/\n");
// #cmd[0]=设置/查询,cmd[1]=LED开关 , cmd[2]=LED间隔时间，cmd[3]=，cmd[4]=，cmd[5]=
char *cmd= cJSON_GetObjectItem(cjson,LED_KEY)->valuestring; //解析字符串
// 1.LED数据有效
int cmdmsg;
if(strlen(cmd) == 6){
//MQTT_MSG_PRINT("%s,%s:%s\n",__FUNCTION__,RHYTHM_KEK,name);
// 1.1 查询
if(cmd[0] == '0') replyMQTTStatus();
// 1.2 设置
else if(cmd[0] == '1'){
if(cmd[1] == '1') mqttParam.ledon=1;
else mqttParam.ledon=0;
if((cmd[2] > '0')&&(cmd[2] < '9')) mqttParam.setLedTimeIndex = cmd[2]-'0';
if(mymqtt_Queue != NULL){
cmdmsg = 1;
xQueueSend(mymqtt_Queue,&cmdmsg,0);
MQTT_MSG_PRINT("xQueueSend:mymqtt_Queue\n");
}
}
}else {
MQTT_MSG_PRINT("%s,%s:nodata\n",__FUNCTION__,LED_KEY);
}
cJSON_Delete(cjson);//清除结构体
}
主程序调用下面查询MQTT消息的函数：
void ProcessMQTT_CMD(void)
{
int msg;
if(xQueueReceive(mymqtt_Queue,&(msg),0))
{ // 1.
sysParam.cmdFrom = enu_cmdFromMQTT;
if(msg == 1){
sysParam.setLedTimeIndex = mqttParam.setLedTimeIndex * 10;
if(mqttParam.ledon){
initLedTwingkle();
}else{
StatVibrateIsOn = 0;
}
}else if(msg == 2){
}
}
}
还有控制LED闪烁的函数，void LedTwinkle(void)，每20毫秒调用一次：
void initLedTwingkle(void)
{
// sysParam.setLedTimeIndex 在MQTT命令中赋值
StatVibrateIsOn = 1;
StatLedIsOn = 1;
sysParam.vibrateTimeUnit = 0;
}
void LedTwinkle(void)
{
if(!StatVibrateIsOn) return;
if(StatLedIsOn){
sysParam.vibrateTimeUnit++;
if(sysParam.vibrateTimeUnit > sysParam.setLedTimeIndex){
sysParam.vibrateTimeUnit = 0;
StatLedIsOn = 0;
}
}else{
sysParam.vibrateTimeUnit++;
if(sysParam.vibrateTimeUnit > sysParam.setLedTimeIndex){
sysParam.vibrateTimeUnit = 0;
StatLedIsOn = 1;
}
}
tls_gpio_write(LED_G,StatLedIsOn);
}
3.4用mqtt.fx控制W801
mqtt.fx发布的主题就是W801订阅的主题，发送{“ledctl”:“112D44”}，开始闪烁：
发送{“ledctl”:“102D44”}，停止闪烁：
4.MQTT初始化代码应该放在哪里
- 联网成功就可以启动MQTT。
- 短时间的断网（比如5分钟，更长的时间不知道）后，恢复联网，mqtt客户端还可以继续工作，订阅的主题依然有效；那么，只需要第一次联网成功初始化MQTT，后面的断网重连不需要重新初始化MQTT。
int mqtt_demo(void);
int flagMqttIsStart=0;
static void con_net_status_changed_event(u8 status )
{
switch(status)
{
case NETIF_WIFI_JOIN_SUCCESS:
printf("NETIF_WIFI_JOIN_SUCCESS\n");
break;
case NETIF_WIFI_JOIN_FAILED:
printf("NETIF_WIFI_JOIN_FAILED\n");
break;
case NETIF_WIFI_DISCONNECTED:
printf("NETIF_WIFI_DISCONNECTED\n");
break;
case NETIF_IP_NET_UP:
{
struct tls_ethif *tmpethif = tls_netif_get_ethif();
print_ipaddr(&tmpethif->ip_addr);
#if TLS_CONFIG_IPV6
print_ipaddr(&tmpethif->ip6_addr[0]);
print_ipaddr(&tmpethif->ip6_addr[1]);
print_ipaddr(&tmpethif->ip6_addr[2]);
#endif
if(flagMqttIsStart == 0){
mqtt_demo();
flagMqttIsStart = 1;
}
}
break;
default:
//printf("UNKONWN STATE:%d\n", status);
break;
}
}
5.编译《cjson.c》出错
找不到标准数学函数pow（幂函数,在转换科学记数法表示的字符串用到），floor(浮点取整函数):
考虑到我没有用到这些功能，直接屏蔽错误行，编译通过，运行正常。
