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 2020-12-07 12:47:22

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)給出測試驗(yàn)證。為后續(xù)的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目打好基礎(chǔ)。

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想了解更多內(nèi)容，請?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，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)測試OK的固件，大家可以直接下載附件直接測試。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)列遙測傳輸)是一種基于發(fā)布/訂閱范式的二進(jìn)制“輕量級”消息協(xié)議，由IB公司發(fā)布。針對于網(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：

我們在鴻蒙系統(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，我們在pahomqtt 文件夾下面新建BUILD.gn文件，用來構(gòu)建編譯。其內(nèi)容如下：

# Copyright (c) 2020 Huawei Device Co., Ltd. 
 
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); 
 
# you may not use this file except in compliance with the License. 
 
# You may obtain a copy of the License at 
 
# 
 
# http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 
 
# 
 
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software 
 
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, 
 
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. 
 
# See the License for the specific language governing permissions and 
 
# limitations under the License. 
 
import("//build/lite/config/component/lite_component.gni") 
 
import("//build/lite/ndk/ndk.gni") 
 
config("pahomqtt_config") { 
 
include_dirs = [ 
 
"MQTTPacket/src", 
 
"MQTTPacket/samples", 
 
"//vendor/hisi/hi3861/hi3861/third_party/lwip_sack/include", 
 
"//kernel/liteos_m/components/cmsis/2.0", 
 
] 
 
} 
 
pahomqtt_sources = [ 
 
"MQTTPacket/samples/transport.c", 
 
"MQTTPacket/src/MQTTConnectClient.c", 
 
"MQTTPacket/src/MQTTConnectServer.c", 
 
"MQTTPacket/src/MQTTDeserializePublish.c", 
 
"MQTTPacket/src/MQTTFormat.c", 
 
"MQTTPacket/src/MQTTPacket.c", 
 
"MQTTPacket/src/MQTTSerializePublish.c", 
 
"MQTTPacket/src/MQTTSubscribeClient.c", 
 
"MQTTPacket/src/MQTTSubscribeServer.c", 
 
"MQTTPacket/src/MQTTUnsubscribeClient.c", 
 
"MQTTPacket/src/MQTTUnsubscribeServer.c", 
 
] 
 
lite_library("pahomqtt_static") { 
 
target_type = "static_library" 
 
sources = pahomqtt_sources 
 
public_configs = [ ":pahomqtt_config" ] 
 
} 
 
lite_library("pahomqtt_shared") { 
 
target_type = "shared_library" 
 
sources = pahomqtt_sources 
 
public_configs = [ ":pahomqtt_config" ] 
 
} 
 
ndk_lib("pahomqtt_ndk") { 
 
if (board_name != "hi3861v100") { 
 
lib_extension = ".so" 
 
deps = [ 
 
":pahomqtt_shared" 
 
] 
 
} else { 
 
deps = [ 
 
":pahomqtt_static" 
 
] 
 
} 
 
head_files = [ 
 
"//third_party/pahomqtt" 
 
] 
 
}

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

#include "lwip/ip_addr.h" 
 
#include "lwip/netifapi.h" 
 
#include "lwip/sockets.h"

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

int transport_sendPacketBuffer(int sock, unsigned char* buf, int buflen) 
 
{ 
 
int rc = 0; 
 
rc = send(sock, buf, buflen, 0); 
 
return rc; 
 
}

(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：

int transport_close(int sock) 
 
{ 
 
int rc; 
 
rc = shutdown(sock, SHUT_WR); 
 
rc = recv(sock, NULL, (size_t)0, 0); 
 
rc = lwip_close(sock); 
 
return rc; 
 
}

(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 編寫測試代碼

測試代碼比較好寫。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：

# Copyright (c) 2020 Huawei Device Co., Ltd. 
 
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); 
 
# you may not use this file except in compliance with the License. 
 
# You may obtain a copy of the License at 
 
# 
 
# http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 
 
# 
 
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software 
 
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, 
 
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. 
 
# See the License for the specific language governing permissions and 
 
# limitations under the License. 
 
static_library("mqtt_test_at") { 
 
sources = [ 
 
"mqtt_test.c", 
 
"at_entry.c" 
 
] 
 
include_dirs = [ 
 
"//utils/native/lite/include", 
 
"//kernel/liteos_m/components/cmsis/2.0", 
 
"//base/iot_hardware/interfaces/kits/wifiiot_lite", 
 
"//vendor/hisi/hi3861/hi3861/third_party/lwip_sack/include", 
 
"//foundation/communication/interfaces/kits/wifi_lite/wifiservice", 
 
"//third_party/pahomqtt/MQTTPacket/src", 
 
"//third_party/pahomqtt/MQTTPacket/samples", 
 
"//vendor\hisi\hi3861\hi3861\components\at\src" 
 
] 
 
}

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

#include 
 
#include 
 
#include "ohos_init.h" 
 
#include "cmsis_os2.h" 
 
#include 
 
#include 
 
#include 
 
#include "hi_wifi_api.h" 
 
#include "mqtt_test.h" 
 
void mqtt_test_thread(void * argv) 
 
{ 
 
argv = argv; 
 
mqtt_test(); 
 
} 
 
hi_u32 at_exe_mqtt_test_cmd(void) 
 
{ 
 
osThreadAttr_t attr; 
 
attr.name = "wifi_config_thread"; 
 
attr.attr_bits = 0U; 
 
attr.cb_mem = NULL; 
 
attr.cb_size = 0U; 
 
attr.stack_mem = NULL; 
 
attr.stack_size = 4096; 
 
attr.priority = 36; 
 
if (osThreadNew((osThreadFunc_t)mqtt_test_thread, NULL, &attr) == NULL) { 
 
printf("[LedExample] Falied to create LedTask!\n"); 
 
} 
 
AT_RESPONSE_OK; 
 
return HI_ERR_SUCCESS; 
 
} 
 
const at_cmd_func g_at_mqtt_func_tbl[] = { 
 
{"+MQTTTEST", 9, HI_NULL, HI_NULL, HI_NULL, (at_call_back_func)at_exe_mqtt_test_cmd}, 
 
}; 
 
void AtExampleEntry(void) 
 
{ 
 
hi_at_register_cmd(g_at_mqtt_func_tbl, sizeof(g_at_mqtt_func_tbl)/sizeof(g_at_mqtt_func_tbl[0])); 
 
} 
 
SYS_RUN(AtExampleEntry);

(3)mqtt_test.c 文件則是編寫了一個(gè)簡單的MQTT測試代碼

具體代碼講解，后面會(huì)重新開一篇。其中測試用的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。

#include 
 
#include 
 
#include "ohos_init.h" 
 
#include "cmsis_os2.h" 
 
#include 
 
#include "hi_wifi_api.h" 
 
//#include "wifi_sta.h" 
 
#include "lwip/ip_addr.h" 
 
#include "lwip/netifapi.h" 
 
#include "lwip/sockets.h" 
 
#include "MQTTPacket.h" 
 
#include "transport.h" 
 
int toStop = 0; 
 
int mqtt_connect(void) 
 
{ 
 
MQTTPacket_connectData data = MQTTPacket_connectData_initializer; 
 
int rc = 0; 
 
int mysock = 0; 
 
unsigned char buf[200]; 
 
int buflen = sizeof(buf); 
 
int msgid = 1; 
 
MQTTString topicString = MQTTString_initializer; 
 
int req_qos = 0; 
 
char* payload = "hello HarmonyOS"; 
 
int payloadlen = strlen(payload); 
 
int len = 0; 
 
char *host = "106.13.62.194"; 
 
//char *host = "192.168.1.102"; 
 
int port = 1883; 
 
mysock = transport_open(host, port); 
 
if(mysock < 0) 
 
return mysock; 
 
printf("Sending to hostname %s port %d\n", host, port); 
 
data.clientID.cstring = "me"; 
 
data.keepAliveInterval = 20; 
 
data.cleansession = 1; 
 
data.username.cstring = "testuser"; 
 
data.password.cstring = "testpassword"; 
 
len = MQTTSerialize_connect(buf, buflen, &data); 
 
rc = transport_sendPacketBuffer(mysock, buf, len); 
 
/* wait for connack */ 
 
if (MQTTPacket_read(buf, buflen, transport_getdata) == CONNACK) 
 
{ 
 
unsigned char sessionPresent, connack_rc; 
 
if (MQTTDeserialize_connack(&sessionPresent, &connack_rc, buf, buflen) != 1 || connack_rc != 0) 
 
{ 
 
printf("Unable to connect, return code %d\n", connack_rc); 
 
goto exit; 
 
} 
 
} 
 
else 
 
goto exit; 
 
/* subscribe */ 
 
topicString.cstring = "substopic"; 
 
len = MQTTSerialize_subscribe(buf, buflen, 0, msgid, 1, &topicString, &req_qos); 
 
rc = transport_sendPacketBuffer(mysock, buf, len); 
 
if (MQTTPacket_read(buf, buflen, transport_getdata) == SUBACK) /* wait for suback */ 
 
{ 
 
unsigned short submsgid; 
 
int subcount; 
 
int granted_qos; 
 
rc = MQTTDeserialize_suback(&submsgid, 1, &subcount, &granted_qos, buf, buflen); 
 
if (granted_qos != 0) 
 
{ 
 
printf("granted qos != 0, %d\n", granted_qos); 
 
goto exit; 
 
} 
 
} 
 
else 
 
goto exit; 
 
/* loop getting msgs on subscribed topic */ 
 
topicString.cstring = "pubtopic"; 
 
while (!toStop) 
 
{ 
 
/* transport_getdata() has a built-in 1 second timeout, 
 
your mileage will vary */ 
 
if (MQTTPacket_read(buf, buflen, transport_getdata) == PUBLISH) 
 
{ 
 
unsigned char dup; 
 
int qos; 
 
unsigned char retained; 
 
unsigned short msgid; 
 
int payloadlen_in; 
 
unsigned char* payload_in; 
 
int rc; 
 
MQTTString receivedTopic; 
 
rc = MQTTDeserialize_publish(&dup, &qos, &retained, &msgid, &receivedTopic, 
 
&payload_in, &payloadlen_in, buf, buflen); 
 
printf("message arrived %.*s\n", payloadlen_in, payload_in); 
 
rc = rc; 
 
} 
 
printf("publishing reading\n"); 
 
len = MQTTSerialize_publish(buf, buflen, 0, 0, 0, 0, topicString, (unsigned char*)payload, payloadlen); 
 
rc = transport_sendPacketBuffer(mysock, buf, len); 
 
} 
 
printf("disconnecting\n"); 
 
len = MQTTSerialize_disconnect(buf, buflen); 
 
rc = transport_sendPacketBuffer(mysock, buf, len); 
 
exit: 
 
transport_close(mysock); 
 
rc = rc; 
 
return 0; 
 
} 
 
void mqtt_test(void) 
 
{ 
 
mqtt_connect(); 
 
}

mqtt_test.h文件內(nèi)容：

#ifndef __MQTT_TEST_H__ 
 
#define __MQTT_TEST_H__ 
 
void mqtt_test(void); 
 
#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：

AT+STARTSTA 開啟STA模式

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

AT+DHCP=wlan0,1 獲取IP地址

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，請確保路由器是可以上網(wǎng)的。

然后我們輸入我們的 MQTT測試的AT指令： AT+MQTTTEST

應(yīng)該可以看到如下打印：

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

(4)測試，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?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

責(zé)任編輯：jianghua 來源：鴻蒙社區(qū)

MQTT 鴻蒙 hi3861