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如何在鴻蒙系統(tǒng)中移植Paho-MQTT實(shí)現(xiàn)MQTT協(xié)議

作者：佚名
系統(tǒng)
QTT 是當(dāng)前最主流的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，需要物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，例如華為云、阿里云、移動(dòng)OneNET都支持mqtt。

想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)L問：

51CTO和華為官方合作共建的鴻蒙技術(shù)社區(qū)

https://harmonyos.51cto.com/#zz

 MQTT 是當(dāng)前最主流的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，需要物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，例如華為云、阿里云、移動(dòng)OneNET都支持mqtt。而Hi3861則是一款專為IoT應(yīng)用場(chǎng)景打造的芯片。本節(jié)主要講如何在鴻蒙系統(tǒng)中通過移植第3方軟件包 paho mqtt去實(shí)現(xiàn)MQTT協(xié)議功能，最后會(huì)給出測(cè)試驗(yàn)證。為后續(xù)的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目打好基礎(chǔ)。

友情預(yù)告，本節(jié)內(nèi)容較多，源碼也貼出來了，大家最好先看一遍，然后再操作一次。

相關(guān)源碼已經(jīng)打包上傳，順便上傳了一個(gè)測(cè)試OK的固件，大家可以直接下載附件直接測(cè)試。解壓后會(huì)得到5個(gè)壓縮包，繼續(xù)解壓即可


3.9.1 MQTT介紹

MQTT 全稱為 Message Queuing Telemetry Transport(消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸)是一種基于發(fā)布/訂閱范式的二進(jìn)制“輕量級(jí)”消息協(xié)議，由IB公司發(fā)布。針對(duì)于網(wǎng)絡(luò)受限和嵌入式設(shè)備而設(shè)計(jì)的一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。MQTT最大優(yōu)點(diǎn)在于，可以以極少的代碼和有限的帶寬，為連接遠(yuǎn)程設(shè)備提供實(shí)時(shí)可靠的消息服務(wù)。作為一種低開銷、低帶寬占用的即時(shí)通訊協(xié)議，使其在物聯(lián)網(wǎng)、小型設(shè)備、移動(dòng)應(yīng)用等方面有較廣泛的應(yīng)用。MQTT模型如圖所示。

更多MQTT協(xié)議的介紹見這篇文章： MQTT 協(xié)議開發(fā)入門


3.9.2 移植 paho mqtt軟件包

1. 下載paho mqtt軟件包，添加到鴻蒙代碼中

paho mqtt-c 是基于C語言實(shí)現(xiàn)的MQTT客戶端，非常適合用在嵌入式設(shè)備上。首先下載源碼：

https://github.com/eclipse/paho.mqtt.embedded-c

下載之后解壓，會(huì)得到這么一個(gè)文件夾：


我們?cè)邙櫭上到y(tǒng)源碼的 third_party 文件夾下創(chuàng)建一個(gè) pahomqtt 文件夾，然后把解壓后的所有文件都拷貝到 pahomqtt 文件夾下，目錄結(jié)構(gòu)大致如下：


下一步，我們?cè)趐ahomqtt 文件夾下面新建BUILD.gn文件，用來構(gòu)建編譯。其內(nèi)容如下：

  1. # Copyright (c) 2020 Huawei Device Co., Ltd. 
  2. # Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); 
  3. # you may not use this file except in compliance with the License. 
  4. # You may obtain a copy of the License at 
  5. # 
  6. #     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 
  7. # 
  8. # Unless required by applicable law or agreed to in writing, software 
  9. # distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, 
  10. # WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. 
  11. # See the License for the specific language governing permissions and 
  12. # limitations under the License. 
  13.  
  14. import("//build/lite/config/component/lite_component.gni") 
  15. import("//build/lite/ndk/ndk.gni") 
  16.  
  17. config("pahomqtt_config") { 
  18.     include_dirs = [ 
  19.         "MQTTPacket/src", 
  20.         "MQTTPacket/samples", 
  21.         "//vendor/hisi/hi3861/hi3861/third_party/lwip_sack/include", 
  22.         "//kernel/liteos_m/components/cmsis/2.0", 
  23.     ] 
  24. } 
  25.  
  26.  
  27. pahomqtt_sources = [ 
  28. "MQTTPacket/samples/transport.c", 
  29. "MQTTPacket/src/MQTTConnectClient.c", 
  30. "MQTTPacket/src/MQTTConnectServer.c", 
  31. "MQTTPacket/src/MQTTDeserializePublish.c", 
  32. "MQTTPacket/src/MQTTFormat.c", 
  33. "MQTTPacket/src/MQTTPacket.c", 
  34. "MQTTPacket/src/MQTTSerializePublish.c", 
  35. "MQTTPacket/src/MQTTSubscribeClient.c", 
  36. "MQTTPacket/src/MQTTSubscribeServer.c", 
  37. "MQTTPacket/src/MQTTUnsubscribeClient.c", 
  38. "MQTTPacket/src/MQTTUnsubscribeServer.c", 
  39. ] 
  40.  
  41.  
  42. lite_library("pahomqtt_static") { 
  43.     target_type = "static_library" 
  44.     sources = pahomqtt_sources 
  45.     public_configs = [ ":pahomqtt_config" ] 
  46. } 
  47.  
  48. lite_library("pahomqtt_shared") { 
  49.     target_type = "shared_library" 
  50.     sources = pahomqtt_sources 
  51.     public_configs = [ ":pahomqtt_config" ] 
  52. } 
  53.  
  54. ndk_lib("pahomqtt_ndk") { 
  55.     if (board_name != "hi3861v100") { 
  56.         lib_extension = ".so" 
  57.         deps = [ 
  58.             ":pahomqtt_shared" 
  59.         ] 
  60.     } else { 
  61.         deps = [ 
  62.             ":pahomqtt_static" 
  63.         ] 
  64.     } 
  65.     head_files = [ 
  66.         "//third_party/pahomqtt" 
  67.     ] 
  68. } 

 2. 讓hi3861編譯的時(shí)候，編譯 paho mqtt軟件包

打開vendor\hisi\hi3861\hi3861\BUILD.gn 文件，在lite_component("sdk") 中增加 "//third_party/pahomqtt:pahomqtt_static",

修改后文件內(nèi)容如下：


完成以上修改后，就可以開始編譯了，然而很不幸的。。。你會(huì)發(fā)現(xiàn)好多編譯報(bào)錯(cuò)。

不過沒事，我們來一個(gè)一個(gè)解決。

3. 移植，修改編譯報(bào)錯(cuò)

打開 third_party\pahomqtt\MQTTPacket\samples\transport.c 文件，這個(gè)文件也是我們主要移植的文件，我們需要實(shí)現(xiàn) socket相關(guān)的操作，包括發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。其實(shí)移植就3步。

(1)首先我們導(dǎo)入幾個(gè)頭文件

  1. #include "lwip/ip_addr.h" 
  2. #include "lwip/netifapi.h" 
  3.  
  4. #include "lwip/sockets.h" 

 (2)其次修改 transport_sendPacketBuffer 函數(shù)，內(nèi)容修改后如下： 

  1. int transport_sendPacketBuffer(int sock, unsigned char* buf, int buflen) 
  2. { 
  3.     int rc = 0; 
  4.     rc = send(sock, buf, buflen, 0); 
  5.     return rc; 
  6. } 

 (3)后面編譯的時(shí)候會(huì)報(bào)錯(cuò)說 close 函數(shù)不存在，我們修改 transport_close 函數(shù)，修改后內(nèi)容如下： 

  1. int transport_close(int sock) 
  2. { 
  3. int rc; 
  4.  
  5.     rc = shutdown(sock, SHUT_WR); 
  6.     rc = recv(sock, NULL, (size_t)0, 0); 
  7.     rc = lwip_close(sock); 
  8.  
  9.     return rc; 
  10. } 

 (4)修改完 transport.c 文件后，大家編譯的時(shí)候估計(jì)會(huì)遇到很多編譯錯(cuò)誤，都是某個(gè)局部變量未使用那種，大家可以修改就行。

類似于這樣的，提示 buflen 未使用的錯(cuò)誤，大家只需要在代碼中隨便寫個(gè)buflen = buflen ; 即可。 

 3.9.3 編寫測(cè)試代碼

測(cè)試代碼比較好寫。主要是3個(gè)文件，內(nèi)容我都貼出來了：


(1)BUILD.gn文件內(nèi)容：

  1. # Copyright (c) 2020 Huawei Device Co., Ltd. 
  2. # Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); 
  3. # you may not use this file except in compliance with the License. 
  4. # You may obtain a copy of the License at 
  5. # 
  6. #     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 
  7. # 
  8. # Unless required by applicable law or agreed to in writing, software 
  9. # distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, 
  10. # WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. 
  11. # See the License for the specific language governing permissions and 
  12. # limitations under the License. 
  13.  
  14. static_library("mqtt_test_at") { 
  15.     sources = [ 
  16.         "mqtt_test.c", 
  17.         "at_entry.c" 
  18.     ] 
  19.  
  20.     include_dirs = [ 
  21.         "//utils/native/lite/include", 
  22.         "//kernel/liteos_m/components/cmsis/2.0", 
  23.         "//base/iot_hardware/interfaces/kits/wifiiot_lite", 
  24.         "//vendor/hisi/hi3861/hi3861/third_party/lwip_sack/include", 
  25.         "//foundation/communication/interfaces/kits/wifi_lite/wifiservice", 
  26.         "//third_party/pahomqtt/MQTTPacket/src", 
  27.         "//third_party/pahomqtt/MQTTPacket/samples", 
  28.         "//vendor\hisi\hi3861\hi3861\components\at\src" 
  29.     ] 
  30. } 

 (2)at_entry.c文件主要是注冊(cè)了一個(gè)AT指令，后面大家可以使用 AT+MQTTTEST 指令來測(cè)試MQTT功能。代碼內(nèi)容如下： 

  1. #include <stdio.h> 
  2.  
  3. #include <unistd.h> 
  4.  
  5. #include "ohos_init.h" 
  6. #include "cmsis_os2.h" 
  7.  
  8. #include <unistd.h> 
  9.  
  10. #include <at.h> 
  11. #include <hi_at.h> 
  12.  
  13. #include "hi_wifi_api.h" 
  14.  
  15.  
  16. #include "mqtt_test.h" 
  17.  
  18.  
  19. void mqtt_test_thread(void * argv) 
  20. { 
  21.     argv = argv; 
  22.  
  23.     mqtt_test(); 
  24.  
  25. } 
  26.  
  27. hi_u32 at_exe_mqtt_test_cmd(void) 
  28. { 
  29.     osThreadAttr_t attr; 
  30.  
  31.     attr.name = "wifi_config_thread"; 
  32.     attr.attr_bits = 0U; 
  33.     attr.cb_mem = NULL; 
  34.     attr.cb_size = 0U; 
  35.     attr.stack_mem = NULL; 
  36.     attr.stack_size = 4096; 
  37.     attr.priority = 36; 
  38.  
  39.     if (osThreadNew((osThreadFunc_t)mqtt_test_thread, NULL, &attr) == NULL) { 
  40.         printf("[LedExample] Falied to create LedTask!\n"); 
  41.     } 
  42.  
  43.     AT_RESPONSE_OK; 
  44.     return HI_ERR_SUCCESS; 
  45. } 
  46.  
  47. const at_cmd_func g_at_mqtt_func_tbl[] = { 
  48.     {"+MQTTTEST", 9, HI_NULL, HI_NULL, HI_NULL, (at_call_back_func)at_exe_mqtt_test_cmd}, 
  49. }; 
  50.  
  51. void AtExampleEntry(void) 
  52. { 
  53.     hi_at_register_cmd(g_at_mqtt_func_tbl, sizeof(g_at_mqtt_func_tbl)/sizeof(g_at_mqtt_func_tbl[0])); 
  54. } 
  55.  
  56. SYS_RUN(AtExampleEntry); 

 (3)mqtt_test.c 文件則是編寫了一個(gè)簡(jiǎn)單的MQTT測(cè)試代碼，具體代碼講解，后面會(huì)重新開一篇。其中測(cè)試用的mqtt服務(wù)器是我自己的服務(wù)器：106.13.62.194

大家也可以改成自己的，也可以直接用我個(gè)人的mqtt服務(wù)器 。

  1. #include <stdio.h> 
  2.  
  3. #include <unistd.h> 
  4.  
  5. #include "ohos_init.h" 
  6. #include "cmsis_os2.h" 
  7.  
  8. #include <unistd.h> 
  9. #include "hi_wifi_api.h" 
  10. //#include "wifi_sta.h" 
  11. #include "lwip/ip_addr.h" 
  12. #include "lwip/netifapi.h" 
  13.  
  14. #include "lwip/sockets.h" 
  15.  
  16. #include "MQTTPacket.h" 
  17. #include "transport.h" 
  18.  
  19. int toStop = 0; 
  20.  
  21. int mqtt_connect(void) 
  22. { 
  23.     MQTTPacket_connectData data = MQTTPacket_connectData_initializer; 
  24.     int rc = 0; 
  25.     int mysock = 0; 
  26.     unsigned char buf[200]; 
  27.     int buflen = sizeof(buf); 
  28.     int msgid = 1; 
  29.     MQTTString topicString = MQTTString_initializer; 
  30.     int req_qos = 0; 
  31.     char* payload = "hello HarmonyOS"; 
  32.     int payloadlen = strlen(payload); 
  33.     int len = 0; 
  34.     char *host = "106.13.62.194"; 
  35.     //char *host = "192.168.1.102"; 
  36.     int port = 1883; 
  37.  
  38.  
  39.     mysock = transport_open(host, port); 
  40.     if(mysock < 0) 
  41.         return mysock; 
  42.  
  43.     printf("Sending to hostname %s port %d\n", host, port); 
  44.  
  45.     data.clientID.cstring = "me"; 
  46.     data.keepAliveInterval = 20; 
  47.     data.cleansession = 1; 
  48.     data.username.cstring = "testuser"; 
  49.     data.password.cstring = "testpassword"; 
  50.  
  51.     len = MQTTSerialize_connect(buf, buflen, &data); 
  52.     rc = transport_sendPacketBuffer(mysock, buf, len); 
  53.  
  54.     /* wait for connack */ 
  55.     if (MQTTPacket_read(buf, buflen, transport_getdata) == CONNACK) 
  56.     { 
  57.         unsigned char sessionPresent, connack_rc; 
  58.  
  59.         if (MQTTDeserialize_connack(&sessionPresent, &connack_rc, buf, buflen) != 1 || connack_rc != 0) 
  60.         { 
  61.             printf("Unable to connect, return code %d\n", connack_rc); 
  62.             goto exit; 
  63.         } 
  64.     } 
  65.     else 
  66.         goto exit; 
  67.  
  68.     /* subscribe */ 
  69.     topicString.cstring = "substopic"; 
  70.     len = MQTTSerialize_subscribe(buf, buflen, 0, msgid, 1, &topicString, &req_qos); 
  71.     rc = transport_sendPacketBuffer(mysock, buf, len); 
  72.     if (MQTTPacket_read(buf, buflen, transport_getdata) == SUBACK)  /* wait for suback */ 
  73.     { 
  74.         unsigned short submsgid; 
  75.         int subcount; 
  76.         int granted_qos; 
  77.  
  78.         rc = MQTTDeserialize_suback(&submsgid, 1, &subcount, &granted_qos, buf, buflen); 
  79.         if (granted_qos != 0) 
  80.         { 
  81.             printf("granted qos != 0, %d\n", granted_qos); 
  82.             goto exit; 
  83.         } 
  84.     } 
  85.     else 
  86.         goto exit; 
  87.  
  88.     /* loop getting msgs on subscribed topic */ 
  89.     topicString.cstring = "pubtopic"; 
  90.     while (!toStop) 
  91.     { 
  92.         /* transport_getdata() has a built-in 1 second timeout, 
  93.         your mileage will vary */ 
  94.         if (MQTTPacket_read(buf, buflen, transport_getdata) == PUBLISH) 
  95.         { 
  96.             unsigned char dup; 
  97.             int qos; 
  98.             unsigned char retained; 
  99.             unsigned short msgid; 
  100.             int payloadlen_in; 
  101.             unsigned char* payload_in; 
  102.             int rc; 
  103.             MQTTString receivedTopic; 
  104.             rc = MQTTDeserialize_publish(&dup, &qos, &retained, &msgid, &receivedTopic, 
  105.                     &payload_in, &payloadlen_in, buf, buflen); 
  106.             printf("message arrived %.*s\n", payloadlen_in, payload_in); 
  107.  
  108.             rc = rc; 
  109.         } 
  110.  
  111.         printf("publishing reading\n"); 
  112.         len = MQTTSerialize_publish(buf, buflen, 0, 0, 0, 0, topicString, (unsigned char*)payload, payloadlen); 
  113.         rc = transport_sendPacketBuffer(mysock, buf, len); 
  114.     } 
  115.  
  116.     printf("disconnecting\n"); 
  117.     len = MQTTSerialize_disconnect(buf, buflen); 
  118.     rc = transport_sendPacketBuffer(mysock, buf, len); 
  119. exit: 
  120.     transport_close(mysock); 
  121.  
  122.     rc = rc; 
  123.  
  124.     return 0; 
  125. } 
  126.  
  127.  
  128. void mqtt_test(void) 
  129. { 
  130.     mqtt_connect(); 
  131. } 

 mqtt_test.h文件內(nèi)容：

  1. #ifndef __MQTT_TEST_H__ 
  2. #define __MQTT_TEST_H__ 
  3.  
  4. void mqtt_test(void); 
  5.  
  6. #endif /* __MQTT_TEST_H__ */ 

 到這里就完成了代碼部分，可以開始編譯了。

3.9.4 MQTT實(shí)驗(yàn)

這里我們需要先下載一個(gè) Windows電腦端的 MQTT客戶端，這樣我們就可以用電腦訂閱開發(fā)板的MQTT主題信息了。

電腦版的mqtt客戶端下載鏈接： https://repo.eclipse.org/content/repositories/paho-releases/org/eclipse/paho/org.eclipse.paho.ui.app/1.1.1/

我們選擇這一個(gè)：

 弄完后打開軟件，按圖操作：


操作完后，我們把編譯后程序燒寫到開發(fā)板，輸入如下串口指令，讓開發(fā)板連接上網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)镸QTT功能需要網(wǎng)絡(luò)支持。輸入如下串口指令：

  1. AT+STARTSTA                                                       開啟STA模式 
  2.  
  3. AT+CONN="12-203",,2,"07686582488"               連接到路由器，注意wifi熱點(diǎn)名和密碼用自己的 
  4.  
  5. AT+DHCP=wlan0,1                                              獲取IP地址 
  6.  
  7. AT+IFCFG                                                             打印查看IP地址 

 串口指令的應(yīng)答應(yīng)該如下：


成功連接上路由器后，請(qǐng)確保路由器是可以上網(wǎng)的。

然后我們輸入我們的 MQTT測(cè)試的AT指令： AT+MQTTTEST

應(yīng)該可以看到如下打?。?/p>

 此時(shí)我們?nèi)ゲ榭?我們電腦端的MQTT客戶端軟件，可以看到右邊已經(jīng)有接收MQTT信息了，主題未 pubtopic，消息內(nèi)容為 hello HarmonyOS ! ，說明實(shí)驗(yàn)成功。

 

3.9.5 總結(jié)

這一次的內(nèi)容比較多，其中總結(jié)起來就4步：

(1)添加第三方軟件包 paho mqtt，關(guān)于如何添加第3方軟件包，我之前有一篇文章已經(jīng)講了。

可以參考：如何往鴻蒙系統(tǒng)源碼中添加第三方軟件包

(2)移植 paho mqtt

(3)編寫測(cè)試代碼，這里我們用的是注冊(cè)AT指令的方式，方便大家使用AT指令測(cè)試。

(4)測(cè)試，這里用電腦裝mqtt客戶端程序，去驗(yàn)證。

想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)L問：

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https://harmonyos.51cto.com/#zz

 

責(zé)任編輯：jianghua 來源： 鴻蒙社區(qū)
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