低功耗模组学习指南：从入门到精通通过MQTT连接实现远程控制

今天咋们来学习低功耗模组通过MQTT连接实现远程控制，

我们以低功耗模组Air780E为例：

1.修改代码

1.1 准备工具

Air780E开发板

Air780E开发板设计资料

LuatOS-Air780E使用MQTT远程控制程序源码demo

API使用说明

mqtt测试工具

本demo中使用的测试工具是MQTTX，下载链接如下：MQTTX：全功能 MQTT 客户端工具

下载后的安装程序：

双击后点击下一步安装就可以了

1.2 程序详解

1.2.1 概念首先我们先来了解一些mqtt的基本原理。订阅者订阅了一个主题后，能够接收到对这个主题发布的消息。基本原理如下图：

本源码程序demo实现流程图如下：

关于sys.subscribe()和mqtt_client:subscribe()的区别：sys.subscribe()是luatOS内部的订阅，接收sys.public()发布的消息，而mqtt_client:subscribe()订阅的是mqtt服务器发布消息，接收来自mqtt_client:public()发布的消息。

1.2.2 程序分步详解

第一步：等待联网

cpp 复制代码

sys.waitUntil("IP_READY")

第二步：获取本设备的id，本demo中用来给MQTT服务器创建主题时当做Client ID号。因为MQTT服务器创建时的Client ID必须是唯一的，设备id也是唯一的，所以正好可以拿来使用。

cpp 复制代码

-- 获取设备的imei号

   local device_id = mcu.unique_id():toHex()

   -- 下面的是mqtt的参数均可自行修改

   client_id = device_id

   --发布消息的主题内容

   pub_topic = "/luatos/pub/" .. device_id

   --要订阅的主题内容

   sub_topic = "/luatos/sub/" .. device_id

第三步：创建一个mqtt实例，用来进行mqtt连接、订阅、发布消息等操作。

cpp 复制代码

--提前定义的参数，用来创建mqtt实例，根据自己的服务器修改以下参数

local mqtt_host = "lbsmqtt.airm2m.com"

local mqtt_port = 1884

local mqtt_isssl = false

local mqttc = nil

--[[

       @param1 适配器序号,不填会选择平台自带的

       @param2 服务器地址，域名或ip都可

       @param3 端口号

       @param4 是否为ssl加密连接

       @param5 是否为ipv6

   ]]

   mqttc = mqtt.create(nil, mqtt_host, mqtt_port, mqtt_isssl, ca_file)

第四步：配置连接mqtt服务器的参数，有mqtt设置的Client ID，账号，密码等。

cpp 复制代码

local client_id = "mqttx_b55c41b7"

local user_name = "user"

local password = "password"

   --[[配置mqtt连接服务器的参数

       @param1 设备id

       @param2 账号[可选]

       @param3 密码[可选]

       @param4 清除session，默认true[可选]

   ]]

   mqttc:auth(client_id,user_name,password) -- client_id必填,其余选填

第五步：设置mqtt掉线自动重连机制

cpp 复制代码

--[[

       @param1 是否自动重连

       @param2 自动重连机制，单位ms

   ]]

   mqttc:autoreconn(true, 3000) -- 自动重连机制

第六步：在mqtt的事件回调函数中编写逻辑

cpp 复制代码

--[[mqtt事件回调函数，其中事件包括

      conack：连接成功事件。

      recv：接收服务器下发数据的事件

      sent：发送完成事件

      disconnect：断开连接事件

       ]]

   --[[回调函数参数：

       @param1 mqtt的句柄

       @param2 事件

       @param3 传入的数据

   ]]

   mqttc:on(function(mqtt_client, event, data, payload)

       -- 用户自定义代码

       log.info("mqtt", "event", event, mqtt_client, data, payload)

       if event == "conack" then

           -- 触发mqtt连接服务器成功事件，

           -- 在luat内部发布一条消息。

           sys.publish("mqtt_conack")

           --订阅一个mqtt主题

           mqtt_client:subscribe(sub_topic)--单主题订阅

           -- mqtt_client:subscribe({[topic1]=1,[topic2]=1,[topic3]=1})--多主题订阅

       elseif event == "recv" then

           --触发接收数据事件

           log.info("mqtt", "downlink", "topic", data, "payload", payload)

       elseif event == "sent" then

           --触发发送数据事件

       end

   end)

第七步：连接mqtt服务器

cpp 复制代码

mqttc:connect()

第八步：等待连接成功的luat内部的消息，此消息的发布在连接成功事件中

cpp 复制代码

sys.waitUntil("mqtt_conack")

第九步：循环等待上报数据

cpp 复制代码

while true do

       -- 演示等待其他task发送过来的上报信息

       local ret, topic, data, qos = sys.waitUntil("mqtt_pub", 300000)

       if ret then

           -- 当接收到的tpoic是字符串close时，就跳出等待其他task发过来的上报消息的循环

           if topic == "close" then break end

           mqttc:publish(topic, data, qos)

       end

   end

第十步：关闭mqtt连接

复制代码

mqttc:close()

第十一步：定时上报数据演示

cpp 复制代码

sys.taskInit(function()

   sys.wait(3000)

   --定义要定时上报的数据

   local data = "123test,"

   --发送的数据质量

   local qos = 0 -- QOS0不带puback, QOS1是带puback的

   while true do

       sys.wait(3000)

       --如果mqttc实例存在，并且mqtt客户端就绪

       if mqttc and mqttc:ready() then

           --发布一个mqtt消息，这个消息的订阅，在mqtt服务器上，后面会介绍如何在mqtt服务器上订阅

           local pkgid = mqttc:publish(pub_topic, data .. os.date(), qos)

       end

   end

end)

2.烧录代码到硬件

2.1 正确连接电脑和4G模组电路板

使用带有数据通信功能的数据线，不要使用仅有充电功能的数据线；

2.2 识别4G模组的boot引脚

在下载之前，要用模组的boot引脚触发下载，也就是说，要把4G模组的boot引脚拉到 1.8v，或者直接把boot引脚和VDD_EXT引脚相连。我们要在按下BOOT按键时让模块开机，就可以进入下载模式了。

具体到 Air780E开发板，

2.2.1 当我们模块没开机时，按着BOOT键然后长按PWR开机。

2.2.2 当我们模块开机时，按着BOOT键然后点按重启键即可。

2.3 识别电脑的正确端口

判断是否进入BOOT模式：模块上电，此时在电脑的设备管理器中，查看串口设备，会出现一个端口表示进入了boot下载模式，如下图所示：

当设备管理器出现了3个连续数字的com端口，并且每个数字都大于4，这时候，硬件连接上就绪状态，恭喜你，可以进行烧录了！

2.4 新建项目

首先，确保你的 LuaTools 的版本，上大于 2.2.13 版本的。

在 LuaTools 的左上角上有版本显示的，如图所示：

LuaTools 版本没问题的话，就点击 LuaTOols 右上角的"项目管理测试"按钮，如下图所示：

这时会弹出项目管理和烧录管理的对话框，如下图：

新建一个项目

注意：这里截图使用的hello world项目的烧录教程，烧录的时候要将脚本换成本次demo的。

2.5 开始烧录

选择780E板子对应的底层core和刚改的main.lua脚本文件。下载到板子中。

点击下载后，我们需要进入boot模式才能正常下载，在(3)(4)小节已经介绍了如何进入boot模式。

3.验证功能

3.1 配置MQTTX服务器

3.1.1 打开MQTTX工具后，添加一个连接

3.1.2 添加一个订阅，在MQTTX工具中填写和程序中对应的连接参数：

订阅成功后界面如下：

3.2 订阅和发布消息

3.2.1 此时给开发板开机运行，即可看到我们之前写的自动发送测试的数据。

3.2.2 MQTTX发布消息，主题是开发板订阅的主题，开发板可以接收到MQTTX发布的消息。

4.常见问题

Q: 模组支持MQTT最新的版本是多少？

A: 支持MQTT_V3.1、MQTT_V3.1.1版本

Q: 模组最多支持几路链接？

A: mqtt/tcp/udp的链接公用8路通道

Q: client id是否允许重复

A: client id不允许重复，要保证唯一性，如果在已经有一个该id的链接情况下，另外一个设备也用了相同的clientid接入，会把另一个在连链接挤掉。

Q: Qos0、1、2如何选择

A: 应用允许的情况下，建议使用Qos0，Qos1和Qos2会加重网络负担。

Q: 为什么mqtt ssl访问失败

A: 检查服务器是否支持模块支持的加密套件，用模块程序中的三元组和证书，在mqttx或者mqttfx客户端工具上尝试是否可以成功链接。

Q: 排查是否设备单体问题：如果同一地点，某些设备正常，某些设备异常，按照如下几种情况分析

分析正常设备和异常设备的使用环境是否相同：如果不同，例如异常设备固定在钢制墙壁上，正常设备放置在桌子上，钢制墙壁可能对天线射频有干扰，将异常设备和正常设备放置在同样的使用环境中，再对比测试。如果相同，参考第2步。分析正常和异常的设备，驻留的小区是否相同：如果相同，重点排查异常设备的天线射频部分。如同不同，多测试几次，确认下，是不是在异常小区内很容易出问题，如果异常小区很容易出问题，可能就是小区拥堵造成的。

5.修改代码

在本demo中，我们实现了数据的上传和下发，你可以将温湿度数据上传到MQTT服务器，也可以用下发的数据进行控制灯的开关。

以上就是低功耗模组快速入门之通过MQTT连接实现远程控制的所有内容，学会了吗？