全志科技T3开发板（4核ARM Cortex-A7）——MQTT通信协议案例

本文主要介绍基于T3处理器的MQTT通信协议开发案例，讲解内容主要包括了MQTT通信协议简介、概述、应用场景以及Mosquitto工具安装、mqtt_client案例和mqtt_sinewave_pub案例等。

本指导文档适用开发环境：

Windows开发环境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

虚拟机：VMware15.1.0

Linux开发环境：Ubuntu18.04.4 64bit

U-Boot：U-Boot-2014.07

Kernel：Linux-3.10.65

LinuxSDK：LinuxSDK_AA_BB_CC_DD（基于T3_LinuxSDK_V1.3_20190122）

本次测试板卡为基于创龙科技TLT3-EVM是一款基于全志科技T3处理器设计的4核ARM Cortex-A7高性能低功耗国产评估板，每核主频高达1.2GHz。

评估板接口资源丰富，引出双路网口、双路CAN、双路USB、双路RS485等通信接口，板载Bluetooth、WIFI、4G（选配）模块，同时引出MIPI LCD、LVDS LCD、TFT LCD、CVBS OUT、CAMERA、LINE IN、H/P OUT等音视频多媒体接口，支持双屏异显、1080P@45fps H.264视频硬件编解码，并支持SATA大容量存储接口。

MQTT通信协议简介

概述

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅(Publish/Subscribe)模式的“轻量级”通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，由IBM在1999年发布。MQTT最大优点在于，可以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。

MQTT是轻量、简单、开放和易于实现的，同时作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。

MQTT具有如下特点：

轻量可靠：MQTT的报文格式精简、紧凑，可在严重受限的硬件设备和低带宽、高延迟的网络上实现稳定传输。
发布/订阅模式(Publish/Subscribe)：发布/订阅模式的优点在于发布者与订阅者的解耦，实现异步协议。即订阅者与发布者无需建立直接连接，亦无需同时在线。
为物联网而生：提供心跳机制、遗嘱消息、QoS质量等级离线消息、主题和安全管理等全面的物联网应用特性。
生态更完善：覆盖范围广，已成为众多云厂商物联网平台的标准通信协议。

应用场景

MQTT作为一种低开销，低带宽占用的即时通讯协议，可以极少的代码和带宽为联网设备提供实时可靠的消息服务，适用于硬件资源有限的设备及带宽有限的网络环境。常见的应用场景如下：

物联网M2M通信，物联网大数据采集。
移动即时消息及消息推送。
智能硬件、智能家居、智能电器。
车联网通信，电动车站桩采集。
智慧城市、远程医疗、远程教育。
电力能源、石油能源。

Mosquitto工具安装

Mosquitto是一款开源的MQTT消息代理（服务器）软件，提供轻量级的、支持可发布/可订阅的的消息推送模式。我司提供的评估板文件系统已支持Mosquitto工具，本文mqtt_client案例采用Mosquitto工具演示MQTT通信协议的通信功能。由于上位机Ubuntu系统作为通信对象，因此需在Ubuntu终端执行如下命令安装Mosquitto工具。

Host# sudo apt-get install mosquitto-clients

mqtt_client案例

案例说明

案例功能：使用libmosquitto(MQTT version 3.1.1 client library)的API与MQTT代理服务器通信。基于MQTT通信协议，实现发布和订阅消息功能。

程序流程图如下图所示。

案例测试

本案例使用公网MQTT HiveMQ服务器与上位机Ubuntu Mosquitto工具通信。请通过网线将评估板千兆网口RGMII ETH和上位机连接至公网，确保可正常访问互联网。

下表提供了可用的在线公共MQTT服务器，可根据需要自行切换。

表 1

服务器名称	Broker地址	TCP端口	WebSocket
HiveMQ	broker.hivemq.com	1883	8000
Mosquitto	test.mosquitto.org	1883	80
Eclipse	mqtt.eclipseprojects.io	1883	80/443
EMQ X（国内）	broker-cn.emqx.io	1883	8083/8084