前 言

本文主要介紹評估板基于MQTT通信協議的開發案例，適用開發環境如下。

Windows開發環境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux開發環境：VMware16.2.5、Ubuntu22.04.5 64bit

U-Boot：U-Boot-2017.09

Kernel：Linux-6.1.115

LinuxSDK：LinuxSDK-[版本號]（基于rk3576_linux6.1_release_v1.1.0）

我司提供的MQTT通信協議開發案例主要包括mqtt_client和mqtt_sinewave_pub，位于產品資料“4-軟件資料Demomqtt-demos”目錄下。

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開發板簡介

創龍科技 TL3576-EVM 是一款基于瑞芯微 RK3576J/RK3576高性能處理器設計的4核ARM Cortex-A72 +4核 ARM Cortex-A53 + ARM Cortex-M0 國產工業評估板，Cortex-A72 核心主頻高達 2.2GHz，Cortex-A53 核心主頻高達 2.0GHz。評估板由核心板和評估底板組成，核心板 CPU、ROM、RAM、電源、晶振、連接器等所有元器件均采用國產工業級方案，國產化率100%。同時，評估底板大部分元器件亦采用國產工業級方案，國產化率約為 99%(按元器件數量占比，數據僅供參考)。核心板經過專業的PCBLayout 和高低溫測試驗證，質量穩定可靠，可滿足各種工業應用環境要求。

評估板硬件資源圖解1

?評估板硬件資源圖解2

MQTT通信協議簡介

概述

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，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，由IBM在1999年發布。MQTT最大優點在于，可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。

MQTT是輕量、簡單、開放和易于實現的，同時作為一種低開銷、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。

圖 1

MQTT具有如下特點：

輕量可靠：MQTT的報文格式精簡、緊湊，可在嚴重受限的硬件設備和低帶寬、高延遲的網絡上實現穩定傳輸。

發布/訂閱模式(Publish/Subscribe)：發布/訂閱模式的優點在于發布者與訂閱者的解耦，實現異步協議。即訂閱者與發布者無需建立直接連接，亦無需同時在線。

為物聯網而生：提供心跳機制、遺囑消息、QoS質量等級 + 離線消息、主題和安全管理等全面的物聯網應用特性。

生態更完善：覆蓋范圍廣，已成為眾多云廠商物聯網平臺的標準通信協議。

應用場景

MQTT作為一種低開銷，低帶寬占用的即時通訊協議，可以極少的代碼和帶寬為聯網設備提供實時可靠的消息服務，適用于硬件資源有限的設備及帶寬有限的網絡環境。常見的應用場景如下：

物聯網M2M通信，物聯網大數據采集。

移動即時消息及消息推送。

智能硬件、智能家居、智能電器。

車聯網通信，電動車站樁采集。

智慧城市、遠程醫療、遠程教育。

電力能源、石油能源。

Mosquitto工具安裝

Mosquitto是一款開源的MQTT消息代理（服務器）軟件，提供輕量級的、支持可發布/可訂閱的的消息推送模式。我司提供的評估板文件系統已支持Mosquitto工具，本文mqtt_client案例采用Mosquitto工具演示MQTT通信協議的通信功能。由于上位機Ubuntu系統作為通信對象，因此需在Ubuntu終端執行如下命令安裝Mosquitto工具，出現提示時輸入"Y"并按下回車即可。

Host# sudo apt-get install mosquitto-clients

圖 2

mqtt_client案例

案例說明

案例功能：使用libmosquitto(MQTT version 5.0/3.1.1)的API與MQTT代理服務器通信?；贛QTT通信協議，實現發布和訂閱消息功能。

程序流程圖如下圖所示。

圖 3

案例測試

本案例使用公網MQTT服務器與上位機Ubuntu Mosquitto工具通信。請通過網線將評估板千兆網口ETH1RGMII和上位機連接至公網，確?？烧ＴL問互聯網。

下表提供了可用的在線公共MQTT服務器，可根據需要自行切換。

評估板啟動，將案例bin目錄下mqtt_client可執行文件拷貝至評估板文件系統的任意目錄下，執行如下命令查看程序參數說明。

Target# ./mqtt_client --help

圖 4

評估板發布/上位機訂閱

在上位機執行如下命令，使用mosquitto_sub工具訂閱MQTT主題。

Host# mosquitto_sub -h broker-cn.emqx.io -p 1883 -t test/data

參數解析：

-h：指定MQTT服務器；

-p：指定MQTT服務器端口；

-t：定義MQTT主題，可自定義命名。

圖 5

在評估板文件系統執行如下命令發布消息至MQTT服務器。

Target# ./mqtt_client -h mosquitto_sub -h broker-cn.emqx.io -p 1883 -t test/data -p 1883 -M publish -t test/data -m 'www.tronlong.com'

參數解析：

-h：MQTT服務器

-p：MQTT服務器端口

-M：模式，publish為發布，subscribe為訂閱

-t：MQTT主題，可隨便命名

-m：發布的MQTT消息

圖 6?評估板發布

消息發布成功后，上位機將從MQTT服務器接收到對應的消息。

圖 7?上位機訂閱

評估板訂閱/上位機發布

在評估板文件系統執行如下命令訂閱MQTT主題。

Target# ./mqtt_client -h broker-cn.emqx.io -p 1883 -M subscribe -t test/data

圖 8

在上位機執行如下命令發布消息至MQTT服務器。

Host# mosquitto_pub -h broker-cn.emqx.io -p 1883 -t test/data -m www.tronlong.com

圖 9?上位機發布

消息發布成功后，評估板將從MQTT服務器接收到對應消息。

圖 10?評估板訂閱

案例編譯

將案例src文件夾拷貝至Ubuntu工作目錄下，請先確保已參考《Linux系統使用手冊安裝》完成解壓并編譯LinuxSDK步驟。在案例src目錄執行如下命令，配置交叉編譯工具鏈環境變量，進行案例編譯。編譯完成后，將在當前目錄下生成可執行文件。

Host# source /home/tronlong/RK3576/rk3576_linux6.1_release/buildroot/output/rockchip_rk3576/host/environment-setup

Host# make

圖 11

關鍵代碼

創建Mosquitto實例。

圖 12

設置回調函數。

圖 13

連接MQTT服務器。

圖 14

發布消息。

圖 15

訂閱主題。

圖 16

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審核編輯 黃宇