1 MQTT 通信協議簡介

1.1 概述

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息隊列遙測傳輸協議），是一種基

于發布/訂閱(Publish/Subscribe)模式的“輕量級”通訊協議，該協議構建于 TCP/IP 協議上，

由 IBM 在 1999 年發布。MQTT 最大優點在于，可以極少的代碼和有限的帶寬，為連接遠

程設備提供實時可靠的消息服務。

MQTT 是輕量、簡單、開放和易于實現的，同時作為一種低開銷、低帶寬占用的即時

通訊協議，使其在物聯網、小型設備、移動應用等方面有較廣泛的應用。

MQTT 具有如下特點：

（1） 輕量可靠：MQTT 的報文格式精簡、緊湊，可在嚴重受限的硬件設備和低帶寬、

高延遲的網絡上實現穩定傳輸。

（2） 發布/訂閱模式(Publish/Subscribe)：發布/訂閱模式的優點在于發布者與訂閱者的

解耦，實現異步協議。即訂閱者與發布者無需建立直接連接，亦無需同時在線。

（3） 為物聯網而生：提供心跳機制、遺囑消息、QoS 質量等級 + 離線消息、主題和

安全管理等全面的物聯網應用特性。

（4） 生態更完善：覆蓋范圍廣，已成為眾多云廠商物聯網平臺的標準通信協議

1.2 應用場景

MQTT 作為一種低開銷，低帶寬占用的即時通訊協議，可以極少的代碼和帶寬為聯網

設備提供實時可靠的消息服務，適用于硬件資源有限的設備及帶寬有限的網絡環境。常

見的應用場景如下：

（1） 物聯網 M2M 通信，物聯網大數據采集。

（2） 移動即時消息及消息推送。

（3） 智能硬件、智能家居、智能電器。

（4） 車聯網通信，電動車站樁采集。

（5） 智慧城市、遠程醫療、遠程教育。

（6） 電力能源、石油能源。

1.3 Mosquitto 工具安裝

Mosquitto 是一款開源的 MQTT 消息代理（服務器）軟件，提供輕量級的、支持可發

布/可訂閱的的消息推送模式。我司提供的評估板文件系統已支持 Mosquitto 工具，本文

mqtt_client 案例采用 Mosquitto 工具演示 MQTT 通信協議的通信功能。由于上位機 Ubuntu

系統作為通信對象，因此需在 Ubuntu 終端執行如下命令安裝 Mosquitto 工具。

Host# sudo apt-get install mosquitto-clients

2 mqtt_client 案例

2.1 案例說明

案例功能：使用 libmosquitto(MQTT version 3.1.1 client library)的 API 與 MQTT 代理服

務器通信。基于 MQTT 通信協議，實現發布和訂閱消息功能。

程序流程圖如下圖所示。

2.2 案例測試

本案例使用公網 MQTT HiveMQ 服務器與上位機 Ubuntu Mosquitto 工具通信。請通過

網線將評估板千兆網口 ETH0 RGMII 和上位機連接至公網，確保可正常訪問互聯網。

下表提供了可用的在線公共 MQTT 服務器，可根據需要自行切換。

評估板啟動，將案例 bin 目錄下 mqtt_client 可執行文件拷貝至評估板文件系統的任意

目錄下，執行如下命令查看程序參數說明。

Target#

./mqtt_client --help

2.2.1

評估板發布/上位機訂閱

在上位機執行如下命令，使用 mosquitto_sub 工具訂閱 MQTT 主題。

Host# mosquitto_sub -h broker.hivemq.com -p 1883 -t test/data

參數解析：

-h：指定 MQTT 服務器；

-p：指定 MQTT 服務器 TCP 端口；

-t：定義 MQTT 主題，可自定義命名。

=

在評估板文件系統執行如下命令發布消息至 MQTT 服務器。

Target#

./mqtt_client -h broker.hivemq.com -p 1883 -M publish -t test/data -m

'www.tronlong.com'

2.3 案例編譯

將案例 src 文件夾拷貝至 Ubuntu 工作目錄下，請先確保已參考 Linux 系統使用手冊編

譯過 LinuxSDK，構建 T507 處理器對應的 GCC 編譯器。進入 src 目錄執行如下命令，使用

LinuxSDK 開發包目錄下的 GCC 編譯器進行案例編譯。編譯完成后，將在當前目錄下生成

可執行文件。

Host# CC=/home/tronlong/T507/LinuxSDK/out/t507/tlt507-evm/longan/buildroot/host/usr

/bin/aarch64-linux-gnu-gcc make

2.4 關鍵代碼

（1） 創建 Mosquitto 實例。

（2） 設置回調函數。

（3） 連接 MQTT 服務器。

（4） 發布消息。

（5） 訂閱主題

3 mqtt_sinewave_pub 案例

3.1 案例說明

案例功能：使用 libmosquitto(MQTT version 3.1.1 client library)的 API 與 MQTT 代理服

務器通信。評估板生成正弦波數據，每秒發送 512 個采樣點的數據至 MQTT 服務器；上

位機通過 Web 頁面從 MQTT 服務器接收到數據后，將會繪制波形。

程序流程圖如下圖所示。

3.2 案例測試

本案例使用公網 MQTT HiveMQ 服務器與上位機 Ubuntu Web 程序通信。請通過網線

將評估板千兆網口 ETH0 RGMII 和上位機連接至公網，確保可正常訪問互聯網。

評估板啟動，將案例 bin 目錄下 mqtt_sinewave_pub 可執行文件拷貝至評估板文件系

統的任意目錄下，執行如下命令查看程序參數說明。

Target#

./mqtt_sinewave_pub --help

執行如下命令運行程序，連接 MQTT 服務器，并發送正弦波數據至 MQTT 服 務器。

Target#

./mqtt_sinewave_pub -h broker.hive

mq.com -p 1883

評估板程序運行后，將案例"toolsweb_mqtt_sub"目錄下 index.html 文件，使用上位

機瀏覽器打開。在彈出的 Web 頁面（如下圖），依次輸入 MQTT 服務器：broker.hivemq.com，

端口號：8000，最后點擊連接，Web 頁面將會從 MQTT 服務器獲取正弦波數據并進行波

形繪制。

備注：ARM 端 MQTT 通信協議基于 TCP 協議，Web 端 MQTT 通信協議基于 WebSocket 協

議，因此使用的端口號不同。

3.3 案例編譯

將案例 src 文件夾拷貝至 Ubuntu 工作目錄下，請先確保已參考 Linux 系統使用手冊編

譯過 LinuxSDK，構建 T507 處理器對應的 GCC 編譯器。進入 src 目錄執行如下命令，使用

LinuxSDK 開發包目錄下的 GCC 編譯器進行案例編譯。編譯完成后，將在當前目錄下生成

可執行文件。

Host# CC=/home/tronlong/T507/LinuxSDK/out/t507/tlt507-evm/longan/buildroot/host/usr

/bin/aarch64-linux-gnu-gcc make

3.4 關鍵代碼

（1） 創建 Mosquitto 實例。

（2） 設置回調函數。

（3） 連接 MQTT 服務器。

（4） 發送數據。

審核編輯 黃宇