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[文章]如何在鸿蒙系统中移植 Paho-MQTT 实现MQTT协议

连志安
2020-10-23 22:57:25
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鸿蒙系统HarmonyOS鸿蒙OS
3
10
MQTT 是当前最主流的物联网通信协议，需要物联网云平台，例如华为云、阿里云、移动OneNET都支持mqtt。而Hi3861则是一款专为IoT应用场景打造的芯片。本节主要讲如何在鸿蒙系统中通过移植第3方软件包 paho mqtt去实现MQTT协议功能，最后会给出测试验证。为后续的物联网项目打好基础。
友情预告，本节内容较多，源码也贴出来了，大家最好先看一遍，然后再操作一次。
相关源码已经打包上传，顺便上传了一个测试OK的固件，大家可以直接下载附件直接测试。解压后会得到5个压缩包，继续解压即可

<span]3.9.1 MQTT介绍
MQTT 全称为 Message Queuing Telemetry Transport（消息队列遥测传输）是一种基于发布/订阅范式的二进制“轻量级”消息协议，由IB公司发布。针对于网络受限和嵌入式设备而设计的一种数据传输协议。MQTT最大优点在于，可以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。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模型如图所示。
更多MQTT协议的介绍见这篇文章： MQTT 协议开发入门

<span]3.9.2 移植 paho mqtt软件包

<span]1. 下载paho mqtt软件包，添加到鸿蒙代码中
paho mqtt-c 是基于C语言实现的MQTT客户端，非常适合用在嵌入式设备上。首先下载源码：
https://github.com/eclipse/paho.mqtt.embedded-c
下载之后解压，会得到这么一个文件夹：
我们在鸿蒙系统源码的 third_party 文件夹下创建一个 pahomqtt 文件夹，然后把解压后的所有文件都拷贝到 pahomqtt 文件夹下，目录结构大致如下：

下一步，我们在pahomqtt 文件夹下面新建BUILD.gn文件，用来构建编译。其内容如下：
  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.

  14. import("//build/lite/config/component/lite_component.gni")
  15. import("//build/lite/ndk/ndk.gni")

  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. }


  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. ]


  42. lite_library("pahomqtt_static") {
  43.     target_type = "static_library"
  44.     sources = pahomqtt_sources
  45.     public_configs = [ ":pahomqtt_config" ]
  46. }

  48. lite_library("pahomqtt_shared") {
  49.     target_type = "shared_library"
  50.     sources = pahomqtt_sources
  51.     public_configs = [ ":pahomqtt_config" ]
  52. }

  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. }
复制代码


2.]3. 移植，修改编译报错
打开 third_partypahomqttMQTTPacketsamplestransport.c 文件，这个文件也是我们主要移植的文件，我们需要实现 socket相关的操作，包括发送、接收数据。其实移植就3步。
（1）首先我们导入几个头文件
  1. #include "lwip/ip_addr.h"
  2. #include "lwip/netifapi.h"

  4. #include "lwip/sockets.h"
复制代码


（2）其次修改 transport_sendPacketBuffer 函数，内容修改后如下：
  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. }
复制代码


（3）后面编译的时候会报错说 close 函数不存在，我们修改 transport_close 函数，修改后内容如下：
  1. int transport_close(int sock)
  2. {
  3. int rc;

  5.         rc = shutdown(sock, SHUT_WR);
  6.         rc = recv(sock, NULL, (size_t)0, 0);
  7.         rc = lwip_close(sock);

  9.         return rc;
  10. }
复制代码


（4）修改完 transport.c 文件后，大家编译的时候估计会遇到很多编译错误，都是某个局部变量未使用那种，大家可以修改就行。
类似于这样的，提示 buflen 未使用的错误，大家只需要在代码中随便写个buflen = buflen ; 即可。

3.9.3]3.9.4 MQTT实验
这里我们需要先下载一个 Windows电脑端的 MQTT客户端，这样我们就可以用电脑订阅开发板的MQTT主题信息了。
电脑版的mqtt客户端下载链接： https://repo.eclipse.org/content ... .paho.ui.app/1.1.1/
我们选择这一个：

弄完后打开软件，按图操作：

操作完后，我们把编译后程序烧写到开发板，输入如下串口指令，让开发板连接上网络，因为MQTT功能需要网络支持。输入如下串口指令：
  1. AT+STARTSTA                                                       开启STA模式

  3. AT+CONN="12-203",,2,"07686582488"               连接到路由器，注意wifi热点名和密码用自己的

  5. AT+DHCP=wlan0,1                                              获取IP地址

  7. AT+IFCFG                                                             打印查看IP地址
复制代码

串口指令的应答应该如下：

成功连接上路由器后，请确保路由器是可以上网的。
然后我们输入我们的 MQTT测试的AT指令： AT+MQTTTEST
应该可以看到如下打印：
此时我们去查看 我们电脑端的MQTT客户端软件，可以看到右边已经有接收MQTT信息了，主题未 pubtopic，消息内容为 hello HarmonyOS ! ，说明实验成功。

3.9.5 总结
这一次的内容比较多，其中总结起来就4步：
（1）添加第三方软件包 paho mqtt，关于如何添加第3方软件包，我之前有一篇文章已经讲了。
可以参考：如何往鸿蒙系统源码中添加第三方软件包
（2）移植 paho mqtt
（3）编写测试代码，这里我们用的是注册AT指令的方式，方便大家使用AT指令测试。
（4）测试，这里用电脑装mqtt客户端程序，去验证。
相关源代码和软件.rar
(25.01 MB, 下载次数: 235)
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