基于C语言从0开始手撸MQTT协议代码连接标准的MQTT服务器

简介

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的消息传输协议，广泛用于物联网（IoT）应用中，特别是在传感器和设备之间进行通信。在本文中，我们将使用C语言从零开始编写MQTT客户端，将其连接到标准的MQTT服务器（具体使用华为云IOT服务器），实现数据上传和命令下发的功能。

准备工作

在开始编写MQTT客户端之前，需要做一些准备工作：

确保已安装C语言的开发环境，如gcc编译器。
获取MQTT客户端库，例如eclipse paho。
获取连接华为云IOT服务器所需的认证信息，如设备ID、认证密钥等。

编写MQTT客户端代码

以下是一个简单的C语言程序，演示如何使用eclipse paho库连接到MQTT服务器，并实现数据上传和命令下发的功能。

cCopy Code
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "MQTTClient.h"

#define ADDRESS     "tcp://mqtt.example.com:1883" // MQTT服务器地址
#define CLIENTID    "ExampleClient"               // 客户端ID
#define TOPIC       "sensors/temperature"         // 主题
#define QOS         1                             // 服务质量
#define TIMEOUT     10000L                        // 超时时间

// MQTT消息回调函数
void messageArrived(void *context, char *topicName, int topicLen, MQTTClient_message *message) {
    printf("Message arrived on topic %s: %.*s\n", topicName, message->payloadlen, (char*)message->payload);
    // 在这里处理接收到的消息
    MQTTClient_freeMessage(&message);
    MQTTClient_free(topicName);
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    MQTTClient client;
    MQTTClient_connectOptions conn_opts = MQTTClient_connectOptions_initializer;
    int rc;

    // 创建MQTT客户端
    MQTTClient_create(&client, ADDRESS, CLIENTID, MQTTCLIENT_PERSISTENCE_NONE, NULL);

    // 设置连接选项
    conn_opts.keepAliveInterval = 20;
    conn_opts.cleansession = 1;

    // 连接到MQTT服务器
    if ((rc = MQTTClient_connect(client, &conn_opts)) != MQTTCLIENT_SUCCESS) {
        printf("Failed to connect, return code %d\n", rc);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 订阅主题
    MQTTClient_subscribe(client, TOPIC, QOS);

    // 发布消息
    MQTTClient_message pubmsg = MQTTClient_message_initializer;
    pubmsg.payload = "Hello, MQTT!";
    pubmsg.payloadlen = strlen(pubmsg.payload);
    pubmsg.qos = QOS;
    pubmsg.retained = 0;
    MQTTClient_publishMessage(client, TOPIC, &pubmsg, NULL);

    // 设置消息回调函数
    MQTTClient_setCallbacks(client, NULL, NULL, messageArrived);

    // 循环等待消息
    printf("Waiting for messages...\n");
    while(1) {
        // 在这里可以执行其他任务
    }

    // 断开连接
    MQTTClient_disconnect(client, TIMEOUT);
    MQTTClient_destroy(&client);
    return rc;
}

示例与场景

假设我们有一个温度传感器，需要将温度数据上传到MQTT服务器，并且能够接收来自服务器的命令控制传感器的行为。我们可以使用上面的代码作为基础，通过修改主题和消息内容来实现这个功能。

例如，我们可以将主题设置为"sensors/temperature"，表示温度传感器的数据上传通道。当服务器需要控制传感器时，可以向主题"sensors/control"发布命令，传感器客户端收到命令后执行相应的操作。