前言

本文簡單介紹了MQTT的基礎知識和使用方法，以藍牙WIFI雙模芯片W801作為硬件設備，接入到華為云。

一、MQTT是什么？

MQTT（消息隊列遙測傳輸協議），是一種基于 發布/訂閱 （publish/subscribe）模式的"輕量級"通訊協議， 該協議構建于TCP/IP協議上 。MQTT最大優點在于，可以以極少的代碼和有限的帶寬，為連接遠程設備提供實時可靠的消息服務。作為一種低開銷、低帶寬占用的即時通訊協議，使其在物聯網、小型設備、移動應用等方面有較廣泛的應用。

好了，以上都是一些文縐縐的說辭，了解一下即可。然后我們要知道，它是如何實現通信的？？

MQTT協議中有三種身份：發布者（Publish）、服務器（Broker）、訂閱者（Subscribe）。

如下圖，每個設備之間都已經建立了MQTT連接。某手機和某電腦訂閱了“溫度”主題，充當訂閱者，溫度計充當發布者。當溫度計向“溫度”主題發布一條消息時，那么訂閱了“溫度”主題的訂閱者都會收到這條消息。而服務器只是充當轉發的角色 。

下面是在MQTT中的一些操作：

• Connect：與服務器進行MQTT連接；
• Disconnect：與服務器斷開MQTT連接；
• Subscribe：訂閱某個主題；
• UnSubscribe：取消訂閱某個主題；
• Publish：發布消息；

以下是通信過程中使用到的報文，在下文中會使用到。

二、接入物聯網平臺（以華為云為例）

下面是物聯網應用的一個典型的示意圖。現在舉一個例子加以說明：假設設計一個溫度監測的應用。設備端（溫度傳感器+可以聯網的芯片）進行數據采集，將數據通過MQTT協議傳輸到物聯網平臺（服務器、Broker）。與此同時，應用端（手機APP、小程序或電腦網頁等）從物聯網平臺接收數據進行顯示監測。應用端和物聯網平臺之間的通信協議并非只限于MQTT，也可能是HTTP、AMQP等。

1.創建產品和新增設備

首先我們需要在物聯網平臺上新建一個產品并新增一個測試設備，具體設置如下：

2.建立TCP連接

因為MQTT是建立在TCP連接上的。因此，在建立MQTT連接之前需要建立TCP連接。具體一般是使用套接字進行建立TCP連接，需要的參數包括 域名（解析出IP地址），端口（一般是1883） 。

從騰訊云的文檔中找到域名和端口：

• 域名（中國大陸）：

  productid.iotcloud.tencentdevices.com，其中productid更換為產品ID

• 端口：1883

調用函數建立TCP連接

static int mqtt_init_socket(mqtt_broker_handle_t *broker, const char *hostname, short port);
//broker:MQTT信息的結構體
//hostname:域名
//port:端口

3.建立MQTT連接

設備端與服務器建立MQTT連接的步驟如下：1、發送CONNECT報文；2、接收CONNACK報文；3、定時發送心跳包。

1、CONNECT報文

CONNECT報文的內容如下：

• client id：客戶端id
• username：用戶名
• password：密碼
• clean session：清除會話
• keepalive：心跳時間

其中前三個參數可以在華為云提供的工具中獲取（如下圖）：華為云MQTT報文內容生成工具。填入上圖生成的設備ID和密鑰即可生成。

參數clean session與Qos（服務質量）有關，保持默認即可；心跳時間的設置建議60-300，單位是s。

2、接收CONNACK報文

發送CONNECT報文后會接收到連接確認報文CONNACK。

3、發送心跳包

Keepalive指定連接最大空閑時間T，當客戶端檢測到連接空閑時間超過T時，必須向Broker發送心跳報文PINGREQ，Broker收到心跳請求后返回心跳響應PINGRESP。若Broker超過1.5T時間沒收到心跳請求則斷開連接，并且投遞遺囑消息到訂閱方；同樣，若客戶端超過一定時間仍沒收到心跳響應PINGRESP則斷開連接。 簡單來說，心跳包是讓對方知道設備還在線，沒有斷開連接 。

完成上述步驟后，即可激活設備。