LiteOS云端对接教程05-LiteOS基于MQTTS对接华为OC平台实战

2020-2-26 10:45:30 3643 单片机 Liteos

0 1. LiteOS OC MQTT 抽象组件概述为了适应各种各样的使用mqtt接入华为OC的模式，特采用该层次接口，对上提供应用所需的接口，对下允许接入方式的灵活适配。 OC MQTT AL的api接口声明在中，使用相关的接口需要包含该头文件。配置并连接对接服务器的所有信息保存在结构体oc_mqtt_config_t中，其定义在oc_mqtt_al.h中，如下： typedef struct { en_oc_mqtt_mode boot_mode; //对接模式：直连模式和bs模式 uint8_t lifetime; //保持连接时长 char server_addr; //mqtt服务器地址，ip或者域名 char server_port; //mqtt服务器端口 en_mqtt_al_security_t sec_type; //当前仅支持crt模式 char id; //设备对接ID，默认使用NOTEID（设备标识码）对接 char pwd; //设备秘钥 //int device_mode; //未使用 fn_oc_mqtt_msg_deal msg_deal;//接收到数据的回调函数 void msg_deal_arg; //回调函数参数 }oc_mqtt_config_t; 复制代码* 其中boot_mode是对接模式，对应华为平台的两种模式： typedef enum { en_oc_mqtt_mode_bs_static_nodeid_hmacsha256_notimecheck_json =0, en_oc_mqtt_mode_nobs_static_nodeid_hmacsha256_notimecheck_json, en_oc_mqtt_mode_last, }en_oc_mqtt_mode; 复制代码本实验中使用的是直连模式，选择第二种。在配置结构体完成之后，调用配置函数进行配置并连接，API如下： /** * [url=home.php?mod=space&uid=2666770]@Brief[/url] the application use this function to configure the mqtt agent * * @param[in] param, refer to oc_mqtt_config_t * * [url=home.php?mod=space&uid=1141835]@Return[/url] code: define by en_oc_mqtt_err_code while 0 means success / int oc_mqtt_config(oc_mqtt_config_t param); 复制代码函数参数很清楚，将存放对接信息的结构体指针传入即可，API的返回值是由en_oc_mqtt_err_code定义的枚举类型，方便定位问题： typedef enum { en_oc_mqtt_err_ok = 0, ///< this means the status ok en_oc_mqtt_err_parafmt, ///< this means the parameter err format en_oc_mqtt_err_network, ///< this means the network wrong status en_oc_mqtt_err_conversion, ///< this means the mqtt version err en_oc_mqtt_err_conclientid, ///< this means the client id is err en_oc_mqtt_err_conserver, ///< this means the server refused the service for some reason(likely the id and pwd) en_oc_mqtt_err_conuserpwd, ///< bad user name or passwd en_oc_mqtt_err_conclient, ///< the client id /user/pwd is right, but does not allowed en_oc_mqtt_err_subscribe, ///< this means subscribe the topic failed en_oc_mqtt_err_publish, ///< this means subscribe the topic failed en_oc_mqtt_err_configured, ///< this means we has configured, please deconfigured it and then do configure again en_oc_mqtt_err_noconfigured, ///< this means we have not configure it yet,so could not connect en_oc_mqtt_err_noconected, ///< this means the connection has not been built, so you could not send data en_oc_mqtt_err_gethubaddrtimeout, ///< this means get the hub address timeout en_oc_mqtt_err_sysmem, ///< this means the system memory is not enough en_oc_mqtt_err_system, ///< this means that the system porting may have some problem,maybe not install yet en_oc_mqtt_err_last, }en_oc_mqtt_err_code_t; 复制代码数据上报连接成功之后，向华为云平台上报数据需要关注两部分：发布消息主题：这个OC_MQTT组件会自动帮我们搞定；发布消息指令：发布时由用户指定；发布消息内容：在使用JSON数据格式通信时，需要在本地将数据封装为JSON格式，OC_MQTT组件中已经编写了一个助手程序，帮助我们封装和数据。数据封装上报华为云平台的数据格式如下： { "msgType": "deviceReq", "data": [{ "serviceId": "Lightness", "serviceData": { "Lightness": 123 } }] } 复制代码这个数据格式是固定的，用户指定的只有serviceId和service_data，所以OC_MQTT提供了一个助手组件，使用时包含如下的头文件即可： #include 复制代码在该文件中，对于封装有效数据的结构体是： typedef struct { char name; ///< key name char buf; ///< used to storage the key value int len; ///< how long the key value en_value_type type; ///< the value type }tag_key_value; 复制代码 name：键名，比如Lightness； buf：键值，比如123； len：有效数据缓冲区长度； type：键值类型；键值类型已经枚举出了，支持如下三种类型，如下： typedef enum { en_key_value_type_int = 0, en_key_value_type_string, en_key_value_type_array, }en_value_type; 复制代码上述这个 tag_key_value 只是一条有效数据，对于需要同时上报多条数据的情况，助手程序也提供了一个链表，使用时只需要将next指针指向下一条数据即可。 typedef struct { void next; tag_key_value item; }tag_key_value_list; 复制代码* 将数据存放在链表及结构体中之后，完成了初步封装，需要再加上上报华为云的信息，整体存放在下面的结构体中： typedef struct { char serviceid; tag_key_value_list paralst; //之前封装的有效数据链表 char eventtime; en_oc_mqtt_has_more hasmore; }tag_oc_mqtt_report; 复制代码* 其中eventtime可以留空，值为NULL即可，hasmore用来表明是否还有更多的信息，枚举列表如下： typedef enum { en_oc_mqtt_has_more_no = 0, en_oc_mqtt_has_more_yes =1, }en_oc_mqtt_has_more; 复制代码最后，上报数据封装完成，使用如下API将结构体数据格式化为一个cjson类型的数据，便于使用： cJSON oc_mqtt_json_fmt_report(tag_oc_mqtt_report report); 复制代码* 上报消息上面我们封装的消息是一个cjson数据链表，接下来首先包含cJSON组件的头文件： #include 复制代码然后调用cJSON组件提供的API将cjson数据链表直接打印为一个不格式化的字符串，方便发送： (char ) cJSON_PrintUnformatted(const cJSON item); 复制代码最后，调用OC_MQTT提供的API，上报这个字符串： /** * @brief the application use this function to send message to the default topic(old interface) * * @param[in] msg:the message to send * * @param[in] msg_len:the message length * * @param[in] qos: defines as the mqtt does * * @return code: define by en_oc_mqtt_err_code while 0 means success / int oc_mqtt_report(uint8_t msg,int len, int qos); 复制代码 msg：刚刚转化完成打印出的字符串指针； len：字符串长度； qos：发布消息质量，如下；发布消息质量枚举值如下(在mqtt_al.h中)： /** @brief enum all the qos supported for the application / typedef enum { en_mqtt_al_qos_0 = 0, ///< mqtt QOS 0 en_mqtt_al_qos_1, ///< mqtt QOS 1 en_mqtt_al_qos_2, ///< mqtt QOS 2 en_mqtt_al_qos_err }en_mqtt_al_qos_t; 复制代码* 命令接收配置连接华为云OC平台时，OC_MQTT组件会自动订阅主题： /huawei/v1/devices/{NoteId}/command/json 复制代码当OC平台发布该主题数据时，OC_MQTT组件会拉起接收回调函数将数据保存，进而用户解析接收到的JSON数据即可，其中在上一篇文章中测试时，平台发送开启命令，客户端接收到的消息如下： { "msgType":"cloudReq", "serviceId":"Lightness", "paras":{"LED_Ctrl":"on"}, "cmd":"LED_Ctrl", "hasMore":0, "mid":10 } 复制代码平台发送关闭命令，客户端接收到的消息如下： { "msgType":"cloudReq", "serviceId":"Lightness", "paras":{"LED_Ctrl":"off"}, "cmd":"LED_Ctrl", "hasMore":0, "mid":11 } 复制代码接下来编写解析任务时可以参考此数据。下发数据接收回调函数实现该回调函数： static int app_msg_deal(void arg,mqtt_al_msgrcv_t msg) 复制代码实现的时候，接收数据大小在msg->msg.len中，接收数据在msg->msg.data中。实现之后在最开始的连接信息结构体中配置即可：如果下发命令速度较快，可以使用队列接收数据，但是需要注意，使用会占用更多的动态内存空间。接收数据处理任务接收数据处理任务需要单独创建一个任务，与接收回调函数之间使用一个信号量进行同步，具体参考下面的示例。 OC_MQTT组件自动初始化在SDK目录中的IoT_LINK_1.0.0iot_linklink_main.c中可以看到自动初始化函数： 2. 配置准备 Makefile配置因为本次实验用到的组件较多： AT框架 ESP8266设备驱动串口驱动框架 cJSON组件 SAL组件 MQTT组件 MBEDTLS组件 OC_MQTT组件这些实验代码全部编译下来，有350KB，而小熊派开发板所使用的主控芯片STM32L431RCT6的 Flash 仅有256KB，会导致编译器无法链接出可执行文件，所以要在makefile中修改优化选项，修改为-Os参数，即最大限度的优化代码尺寸，并去掉-g参数，即代码只能下载运行，无法调试，如图： ESP8266设备配置在工程目录中的OS_CONFIG/iot_link_config.h文件中，配置ESP8266设备的波特率和设备名称: WIFI对接信息配置 SDK：C:UsersAdministrator.icodesdkIoT_LINK_1.0.0（其中Administrator是实验电脑的用户名）。在SDK目录中的iot_linknetworktcpipesp8266_socketesp8266_socket_imp.c文件中，配置连接信息：之后修改同路径下的esp8266_socket_imp.mk文件，如图，将 TOP_DIR 改为 SDK_DIR ：修改mbedtls路径配置在SDK目录中的iot_linknetworkdtlsmbedtlsmbedtls.mk文件中，如图，将 TOP_DIR 改为 SDK_DIR ：修改paho_mqtt文件路径在SDK目录中的iot_linknetworkmqttpaho_mqttpaho_mqtt.mk文件中，如图，将 TOP_DIR 改为 SDK_DIR ： 3. 上云实验编写实验文件在 Demo 文件夹下创建cloud_test_demo文件夹，在其中创建oc_tls_mqtt_demo.c文件。编写以下代码： #include #include #include #include #include #define DEFAULT_LIFETIME 60 #define DEFAULT_SERVER_IPV4 "49.4.93.24" #define DEFAULT_SERVER_PORT "8883" #define CN_MQTT_EP_NOTEID "321321321321" #define CN_MQTT_EP_PASSWD "4ac51ec23edeb3eb34e4" #define recv_buf_len 150 static char recv_buffer[recv_buf_len]; //下发数据接收缓冲区 static int recv_datalen; //表示接收数据长度 osal_semp_t recv_sync; //命令接收回调函数和处理函数之间的信号量 static int app_msg_deal(void arg,mqtt_al_msgrcv_t msg) { int ret = -1; if(msg->msg.len < recv_buf_len) { //不超过缓冲区，保存数据 memcpy(recv_buffer,msg->msg.data,msg->msg.len ); recv_buffer[msg->msg.len] = '\0'; recv_datalen = msg->msg.len; //释放信号量，交由数据处理线程进行处理 osal_semp_post(recv_sync); ret = 0; } return ret; } static int task_recv_cmd_entry(void args) { while(1) { / 阻塞等待信号量 / osal_semp_pend(recv_sync,cn_osal_timeout_forever); if(strstr(recv_buffer, "on")) { printf("-----------------LED ON !!! --------------------rn"); } else if(strstr(recv_buffer, "off")) { printf("-----------------LED OFF !!! --------------------rn"); } } return 0; } static int task_report_msg_entry(void args) { int ret = -1; oc_mqtt_config_t config; // oc_mqtt 连接信息配置结构体 tag_key_value_list lst; //有效数据结构体 int lightness_value = 0; //亮度值 tag_oc_mqtt_report report; //上报数据结构体 cJSON* root = NULL; //存放上报数据的cjson链表 char* report_msg = NULL; //存放上报数据的字符串 /* 设置连接信息 / config.boot_mode = en_oc_mqtt_mode_nobs_static_nodeid_hmacsha256_notimecheck_json; config.msg_deal = app_msg_deal; config.msg_deal_arg = NULL; config.lifetime = DEFAULT_LIFETIME; config.server_addr = DEFAULT_SERVER_IPV4; config.server_port = DEFAULT_SERVER_PORT; config.id = CN_MQTT_EP_NOTEID; config.pwd= CN_MQTT_EP_PASSWD; config.sec_type = en_mqtt_al_security_cas; / 配置并对接云平台 / ret = oc_mqtt_config(&config); if(ret != en_oc_mqtt_err_ok) { printf("config and connect error, ret = %d.rn", ret); return -1; } else { printf("config and connect success.rn"); } / 连接成功后，开始上报消息 / while(1) { //封装数据链表 lst.item.name = "Lightness"; lst.item.buf = (char)&lightness_value; lst.item.len = sizeof(lightness_value); lst.item.type = en_key_value_type_int; lst.next = NULL; //封装上报数据 report.hasmore = en_oc_mqtt_has_more_no; report.paralst= &lst; report.serviceid = "Lightness"; report.eventtime = NULL; //转换为cjson类型数据 root = oc_mqtt_json_fmt_report(&report); if(NULL != root) { //打印为未格式化的字符串（去掉格式符，减小上报数据长度） report_msg = cJSON_PrintUnformatted(root); //发布消息 ret = oc_mqtt_report((uint8_t )report_msg,strlen(report_msg),en_mqtt_al_qos_1); if(ret != en_oc_mqtt_err_ok) { printf("report fail, ret = %d.rn", ret); return -1; } else { printf("report success: lightness_value = %d, msg = %srn", lightness_value, report_msg); } /* 一次消息发布完毕 / //释放内存 osal_free(report_msg); cJSON_Delete(root); } //改变亮度值，实际可以替换为采集实际亮度值 lightness_value++; //挂起5s osal_task_sleep(51000); } } int standard_app_demo_main() { /* 创建信号量 / osal_semp_create(&recv_sync,1,0); / 创建任务 / osal_task_create("task_reportmsg",task_report_msg_entry,NULL,0x800,NULL,8); osal_task_create("task_recv_cmd",task_recv_cmd_entry,NULL,0x400,NULL,8); return 0; } 复制代码* 添加路径在user_demo.mk中添加如下： #example for oc_tls_mqtt_demo ifeq ($(CONFIG_USER_DEMO), "oc_tls_mqtt_demo") user_demo_src = ${wildcard $(TOP_DIR)/targets/STM32L431_BearPi/Demos/cloud_test_demo/oc_tls_mqtt_demo.c} endif 复制代码添加位置如下：配置.sdkconfig 特别说明：实验时需要关闭shell组件，否则会因动态内存分配失败而导致TLS无法连接到华为OC平台。上报数据实验结果编译，下载，在云端的实验现象如下：在本地的实验现象如下：命令下发实验结果在云端下发“on”命令：在串口助手中可以看到：下发“off”命令：在串口助手中可以看到：关注“小熊派开源社区”微信公众号，回复“ 通信模组 ”获取工具和文档。 -------------------------------------END-------------------------------------- 1
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