Micropython MQTT：如何在物聯網設備中使用MQTT通信

隨著物聯網設備的普及，它們間的通信變得越來越重要。MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息隊列遙測傳輸）是一個輕量級的完全非同步的協議，可以在低帶寬和不可靠網路的情況下提供可靠的消息傳輸服務。Micropython MQTT是基於Micropython平台實現的MQTT客戶端，本文將從以下方面詳細闡述如何在物聯網設備中使用Micropython MQTT實現MQTT通信。

一、安裝Micropython MQTT庫

在使用Micropython MQTT之前需要先安裝該庫。可以使用pip命令來安裝：

pip install micropython-mqtt

如果沒有安裝pip，需要先安裝pip。使用如下命令安裝pip：

curl https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py -o get-pip.py
python get-pip.py

安裝完成後，可以測試是否安裝成功。首先打開Micropython的REPL命令行：

mpterm /dev/ttyUSB0 115200

其中，/dev/ttyUSB0是串口號，可以根據設備的實際情況進行修改。如果不清楚設備串口號，可以通過dmesg命令查看設備信息。

在REPL命令行中輸入如下代碼：

import mqtt
help(mqtt)

如果沒有錯誤提示，則說明Micropython MQTT庫安裝成功。

二、連接MQTT伺服器

使用Micropython MQTT連接MQTT伺服器需要進行以下步驟：

1、導入Micropython MQTT庫

首先需要在代碼中導入Micropython MQTT庫：

import mqtt

2、創建MQTT客戶端

在代碼中創建MQTT客戶端，設置MQTT伺服器地址、埠號、用戶名和密碼：

client = mqtt.MQTTClient("client_id","mqtt_server",port,"username","password")
client.connect()

其中：

• client_id：客戶端ID，可以是任意字元串，需要保證唯一性。
• mqtt_server：MQTT伺服器地址。
• port：MQTT服務埠號，默認為1883。
• username和password：MQTT伺服器連接認證的用戶名和密碼，如果沒有設置認證則不需要提供。

使用以上代碼可以連接MQTT伺服器，連接成功後可以訂閱主題或發布消息。

三、發布MQTT消息

使用Micropython MQTT發布MQTT消息需要進行以下步驟：

1、創建MQTT消息

在代碼中創建MQTT消息，包括消息主題、內容和QoS等信息：

message = mqtt.MQTTMessage(topic="test_topic",payload="Hello MQTT!",qos=0,retain=False)

其中：

• topic：消息主題，可以是任意字元串。
• payload：消息內容，可以是任意類型的數據。
• qos：消息的QoS（服務質量）等級，0表示最多傳遞一次，1表示至少傳遞一次，2表示確保只傳遞一次，需要進行確認。
• retain：設置為True時表示消息是持久化的，下次訂閱該主題時會收到該消息。

2、發布MQTT消息

使用MQTT客戶端發布MQTT消息：

client.publish(topic="test_topic",msg=message)

其中：

• topic：消息主題，可以是任意字元串。
• msg：MQTT消息對象，需要先通過MQTTMessage創建。

使用以上代碼可以發布MQTT消息到指定主題。

四、訂閱MQTT主題

使用Micropython MQTT訂閱MQTT主題需要進行以下步驟：

1、創建MQTT訂閱

在代碼中創建MQTT訂閱，設置需要訂閱的主題、回調函數和QoS等信息：

def callback(topic,payload):
    print("Received message from %s:%s" % (topic,payload))

sub = mqtt.Subscription(topic="test_topic",qos=0,callback=callback)

其中：

• topic：需要訂閱的主題。
• callback：收到消息的回調函數，需要提供topic和payload兩個參數。
• qos：訂閱的QoS等級，0表示最多傳遞一次，1表示至少傳遞一次，2表示確保只傳遞一次，需要進行確認。

2、訂閱MQTT主題

使用MQTT客戶端訂閱MQTT主題：

client.subscribe(sub)

其中：

• sub：MQTT訂閱對象，需要先通過Subscription創建。

使用以上代碼可以訂閱MQTT主題，並在收到消息時執行回調函數。

五、斷開MQTT連接

使用Micropython MQTT斷開MQTT連接需要進行以下步驟：

使用MQTT客戶端斷開連接

使用MQTT客戶端斷開MQTT連接：

client.disconnect()

使用以上代碼可以斷開MQTT連接。

六、總結

本文詳細介紹了如何在物聯網設備中使用Micropython MQTT實現MQTT通信，包括安裝Micropython MQTT庫、連接MQTT伺服器、MQTT消息發布、MQTT主題訂閱和MQTT連接斷開等方面。通過本文的介紹，可以輕鬆上手使用Micropython MQTT進行物聯網設備的通信。