MQTT学习笔记——树莓派MQTT客户端 使用Mosquitto和paho-python
原文地址：http://blog.csdn.net/xukai871105/article/details/392550890 前言
本文说明如何在树莓派上安装Mosquitto。本文通过两个简单的例子说明树莓派中如何使用MQTT协议实现消息订阅，这些例子包括Mosquitto_sub指令实现消息订阅和paho-python扩展库实现GPIO端口的远程控制。本文中使用了两个工具——Mosquitto paho-python，其中Mosquitto是一款实现了 MQTT v3.1 协议的开源消息代理软件，提供轻量级的，支持发布/订阅的的消息推送模式，使设备对设备之间的消息通信简单易用；另外，paho-python是一个符合MQTT v3.1协议的客户端，paho-python可连接MQTT代理服务器、发布消息、订阅消息和获得推送消息。
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1 在树莓派上安装Mosquitto
在树莓派上安装Mosquitto和其他平台类似，如果在树莓派平台直接编译时间可能会稍长些。Mosquitto源代包不大，所以编译时间尚可忍受。
1.1 安装
截止2014年9月，最新版本为mosquitto-1.3.4。在树莓派中新建一个目录，例如software。
# 下载源代码包wget http://mosquitto.org/files/source/mosquitto-1.3.4.tar.gz
# 解压
tar zxfv mosquitto-1.3.4.tar.gz
# 进入目录
cd mosquitto-1.3.4
# 编译
make
# 安装
sudo make install
1.2 安装注意点
【1】编译找不到openssl/ssl.h
【解决方法】——安装openssl
sudo apt-get install libssl-dev
【2】编译过程找不到ares.h
【解决方法】——修改config.mk中的WITH_SRV:=yes，改为WITH_SRV:=yes
【3】使用过程中找不到libmosquitto.so.1
error while loading shared libraries: libmosquitto.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory
【解决方法】——修改libmosquitto.so位置
# 创建链接
sudo ln -s /usr/local/lib/libmosquitto.so.1 /usr/lib/libmosquitto.so.1
# 更新动态链接库
sudo ldconfig
【4】make: g++：命令未找到
【解决方法】
安装g++编译器
sudo apt-get install g++
2 简单的例子
设计一个简单的测试案例，在PC机上运行MQTT代理服务器，而树莓派订阅主题为gpio的消息，PC机发布同主题消息，消息的内容为JSON数据包，数据包格式为{“index”:17,“value”:0}，index代表树莓派GPIO的编号，value代表打开或关闭状态。
图1 示例
本例中PC机IP地址为 192.168.1.110，树莓派的IP地址为192.168.1.106
2.1 在PC机中开启MQTT服务
mosquitto -v
2.2 在树莓派中订阅消息
mosquitto_sub -v -t gpio -h 192.168.1.110
【-h】指定MQTT代理服务器主机，指向PC机IP地址192.168.1.110
2.3 在PC机中发布消息
mosquitto_pub -t gpio -h 192.168.1.110 -m "{\"pin\":17,\"value\":0}"
【-h】指定MQTT代理服务器主机，指向PC机IP地址192.168.1.110
2.4 消息被推送到树莓派中
最后在树莓派中输出以下内容：
gpio {"index":17,"value":0}
在PC机MQTT服务器控制台中输出
1410600001: mosquitto version 1.3.4 (build date 2014-09-13 15:55:06+0800) starting
1410600001: Using default config.
1410600001: Opening ipv4 listen socket on port 1883.
1410600001: Opening ipv6 listen socket on port 1883.
1410600062: New connection from 192.168.1.106 on port 1883.
1410600062: New client connected from 192.168.1.106 as mosqsub/3063-raspberryp (c1, k60).
1410600062: Sending CONNACK to mosqsub/3063-raspberryp (0)
1410600062: Received SUBSCRIBE from mosqsub/3063-raspberryp
1410600062: gpio (QoS 0)
1410600062: mosqsub/3063-raspberryp 0 gpio
1410600062: Sending SUBACK to mosqsub/3063-raspberryp
1410600122: Received PINGREQ from mosqsub/3063-raspberryp
1410600122: Sending PINGRESP to mosqsub/3063-raspberryp
1410600152: New connection from 192.168.1.110 on port 1883.
1410600152: New client connected from 192.168.1.110 as mosqpub/9793-EasyARM (c1, k60).
1410600152: Sending CONNACK to mosqpub/9793-EasyARM (0)
1410600152: Received PUBLISH from mosqpub/9793-EasyARM (d0, q0, r0, m0, 'gpio', ... (22 bytes))
1410600152: Sending PUBLISH to mosqsub/3063-raspberryp (d0, q0, r0, m0, 'gpio', ... (22 bytes))
1410600152: Received DISCONNECT from mosqpub/9793-EasyARM
1410600182: Received PINGREQ from mosqsub/3063-raspberryp
1410600182: Sending PINGRESP to mosqsub/3063-raspberryp
3 使用MQTT远程控制GPIO
下面借助python-gpio扩展库，通过消息推送的方式实现GPIO端口的远程控制。
3.1 安装paho-mqtt
使用pip工具安装paho-mqtt，输入以下指令即可：
sudo pip install paho-mqtt
3.2 树莓派订阅代码——simple.py
view plaincopy
[*]# -*- coding: utf-8 -*-
[*]import paho.mqtt.client as mqtt
[*]import RPi.GPIO as GPIO
[*]import json
[*]
[*]# BCM GPIO编号
[*]pins =
[*]def gpio_setup():
[*] # 采用BCM编号
[*] GPIO.setmode(GPIO.BCM)
[*] # 设置所有GPIO为输出状态，且输出低电平
[*] for pin in pins:
[*] GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)
[*] GPIO.output(pin, GPIO.LOW)
[*]
[*]def gpio_destroy():
[*] for pin in pins:
[*] GPIO.output(pin, GPIO.LOW)
[*] GPIO.setup(pin, GPIO.IN)
[*]
[*]# 连接成功回调函数
[*]def on_connect(client, userdata, flags, rc):
[*] print("Connected with result code " + str(rc))
[*] # 连接完成之后订阅gpio主题
[*] client.subscribe("gpio")
[*]
[*]# 消息推送回调函数
[*]def on_message(client, userdata, msg):
[*] print(msg.topic+" "+str(msg.payload))
[*] # 获得负载中的pin 和 value
[*] gpio = json.loads(str(msg.payload))
[*]
[*] if gpio['pin'] in pins:
[*] if gpio['value'] == 0:
[*] GPIO.output(gpio['pin'], GPIO.LOW)
[*] else:
[*] GPIO.output(gpio['pin'], GPIO.HIGH)
[*]
[*]if __name__ == '__main__':
[*] client = mqtt.Client()
[*] client.on_connect = on_connect
[*] client.on_message = on_message
[*] gpio_setup()
[*]
[*] try:
[*] # 请根据实际情况改变MQTT代理服务器的IP地址
[*] client.connect("192.168.1.110", 1883, 60)
[*] client.loop_forever()
[*] except KeyboardInterrupt:
[*] client.disconnect()
[*] gpio_destroy()
3.3 启动服务并发布消息
【在PC机中启动MQTT代理服务】
mosquitto -v
【在树莓派中运行脚本】
sudo python simple.py
【在PC机中发布消息】
# 打开GPIO17
mosquitto_pub -h 192.168.1.110 -t gpio -m "{\"pin\":17,\"value\":1}"
# 关闭GPIO17
mosquitto_pub -h 192.168.1.110 -t gpio -m "{\"pin\":17,\"value\":0}"
【运行结果】
树莓派GPIO17根据PC机推送的消息点亮或熄灭。
4 总结
本文说明了如何在树莓派中使用MQTT客户端，通过paho-mqtt实现GPIO的远程控制。本例在局域网中运行并能不能体现出MQTT协议在远程控制中的优越性。后期还将花更多的时间实践和分析MQTT协议。
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