MQTT学习笔记——树莓派MQTT客户端 使用Mosquitto和paho-python

zhouyi

原文地址：http://blog.csdn.net/xukai871105/article/details/39255089
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    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



[python] view plaincopy

• # -*- coding: utf-8 -*-    
  
• import paho.mqtt.client as mqtt  
  
• import RPi.GPIO as GPIO  
  
• import json  
  
•   
  
• # BCM GPIO编号  
  
• pins = [17,18,27,22,23,24,25,4]  
  
• 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。