imx6ull 开发板，手机，MQTT 物联网通信实验。

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是物联网（IoT）领域最受欢迎的轻量级通信。

1、 通信架构

• IMX6ULL开发板：作为MQTT客户端，每10秒发布温度数据，订阅LED控制指令。
• 电脑/手机：作为MQTT客户端，订阅温度数据，发布LED控制指令。
• 本地 MQTT 服务器（Mosquitto）：作为消息代理，转发主题消息。

2 、 具体功能

• 电脑/手机：读取 imx6ull 发布的温度数据
• 电脑/手机：向 imx6ull 发布指令 → 控制 开发板的LED：

0：关灯（brightness=0）

1：开灯（brightness=1）

2：心跳模式（trigger=heartbeat）

具体安装清单：

一 、 MQT T 服务器（Broker）装在 Windows 上， 也可以安装在虚拟机，我安装在Windows 上。

1：访问 Mosquitto 官方下载页： https://mosquitto.org/download/

2： 默认 Mosquitto 只允许（127.0.0.1）本地连接，需要修改配置让开发板能连上。打开安装 Mosquitto目录下的 mosquitto.conf（用记事本打开即可），在文件末尾添加2行：

listener 1883 0.0.0.0

allow_anonymous true

添加完后，保存退出。

listener 1883 0.0.0.0 意思是：监听所有网卡的 1883 端口

allow_anonymous true 意思是：允许匿名登录（调试用，生产环境建议加密码）

3：重启服务（管理员 PowerShell）执行命令：

net stop mosquitto

net start mosquitto

也可以 鼠标点击重新启动

二 、MQT TX 客户端软件 也装在 Windows 上。

访问 https://mqttx.app/zh/downloads 下载 windows-x64.exe

三 、i.MX6ull 开发板 安装 Mosquitto 客户端库，通过网络连接 Windows 的 IP 即可。

开发板nfs挂载的跟文件系统，在虚拟机用 apt命令安装 Mosquitto 客户端库。

先挂载 ./mount.sh 下面是 mount.sh 代码内容

#!/bin/bash
echo "MOUNTING"
sudo mount -t proc /proc /home/leo/linux/nfs/ubuntu_rootfs/proc
sudo mount -t sysfs /sys /home/leo/linux/nfs/ubuntu_rootfs/sys
sudo mount -o bind /dev /home/leo/linux/nfs/ubuntu_rootfs/dev
sudo mount -o bind /dev/pts /home/leo/linux/nfs/ubuntu_rootfs/dev/pts
sudo chroot /home/leo/linux/nfs/ubuntu_rootfs

执行命令，安装

sudo apt update

sudo apt install libmosquitto-dev mosquitto-clients build-essential

包	需要装吗
libmosquitto-dev	✅ 必须，MQTT 开发库
mosquitto-clients	✅ 推荐，调试工具
build-essential	❌ 已有 gcc 就不需要

# 安装后，查看是否安装及版本号  dpkg -l | grep libmosquitto

安装结束后，exit 退出， 执行 ./unmount.sh 卸载

下面是 ./unmount.sh 代码

#!/bin/bash
echo "UNMOUNTING"
sudo umount /home/leo/linux/nfs/ubuntu_rootfs/proc
sudo umount /home/leo/linux/nfs/ubuntu_rootfs/sys
sudo umount /home/leo/linux/nfs/ubuntu_rootfs/dev/pts
sudo umount /home/leo/linux/nfs/ubuntu_rootfs/dev

四 、手机安装 MQTT app客户端，向本地MQTT 服务器 收发消息。如果手机端无法安装，那就只能测试电脑和imx6ull 通信。

网络要点：

确保 imx6ull 和 Windows 电脑在同一局域网（我是开发板 用网线 直连电脑，也可以连同一台路由器）。在 i.MX6ull 上 ping -> Windows IP，能通则网络没有问题，开发板的MQTT客户端就能连接 Windows 上的本地MQTT服务器。

笔记本电脑连接手机热点，这样的话，手机的MQTT客户端就能连接 Windows 上的本地MQTT服务器,在同一个局域网。

MQTTX 客户端/服务器 都就位后，电脑/手机 打开 MQTTX客户端，新建连接 "New Connection" ，填写连接信息：

|-------------------|--------------------|
| 字段 | 值 |
| Name | （随意） |
| Host | 目标 IP 或者 127.0.0.1 |
| Port | 1883 |
| Client ID | 留空（自动生成） |
| Username/Password | 留空（已开启匿名） |

点击右上角 "Connect"（连接），连接成功后，上方状态会变绿，显示 "Connected"。

订阅：

点击 "new Subscription"（添加订阅）。

Topic 填写 要订阅的名字 → 点击确认 confirm

发布：

在底部输入框，Topic 填写 要订阅的名字。

Message 填写 要发送的信息。

点击发送图标 发送信息。

MQTTX 支持同时创建多个连接，连接到同一个服务端 IP 。

修改配置信息后，如果客户端连接成功后，总是重复弹出Reconnecting，需要重启客户端，清掉了缓存，恢复正常。

imx6ull 客户端程序代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
#include <mosquitto.h>

#define BROKER_ADDRESS  "192.168.137.1" // 电脑IP
#define BROKER_PORT     1883
/* MQTT 服务器靠这个 ID 区分不同的设备，
如果两个相同的 ID 同时连接服务器，服务器会把前一个踢下线 */
#define CLIENTID        "imx6ull_client"
#define WILL_TOPIC      "dt_mqtt/will"
#define LED_TOPIC       "dt_mqtt/led"
#define TEMP_TOPIC      "dt_mqtt/temperature"

volatile sig_atomic_t stop = 0;

void handle_sigint(int sig) {
    stop = 1;
}

void on_message(struct mosquitto *mosq, void *userdata,
                const struct mosquitto_message *msg)
{
    // 防御性编程：防止空指针和空载荷
    if (msg->topic == NULL || msg->payload == NULL || msg->payloadlen == 0) 
        return;
    
    // 将 payload 转换为字符串并确保以 '\0' 结尾
    char payload_str[8] = {0};
    strncpy(payload_str, (char *)msg->payload, sizeof(payload_str) - 1);

    if (!strcmp(msg->topic, LED_TOPIC)) {
        int fd;
        
        if (!strcmp("2", payload_str)) { // 心跳模式
            // 如果报错，检查自己开发板的trigger路径
            fd = open("/sys/class/leds/red/trigger", O_WRONLY);
            if (fd >= 0) {
                write(fd, "heartbeat\n", 10); // 直接写入 heartbeat
                close(fd);
            }
        }
        else if (!strcmp("1", payload_str)) {
            // 开灯 (先关闭触发模式，再设置亮度)
            fd = open("/sys/class/leds/red/trigger", O_WRONLY);
            if (fd >= 0) {
                write(fd, "none\n", 5);
                close(fd);
            }
            fd = open("/sys/class/leds/red/brightness", O_WRONLY);
            if (fd >= 0) {
                write(fd, "1\n", 2);
                close(fd);
            }
        }
        else if (!strcmp("0", payload_str)) {
            // 关灯
            fd = open("/sys/class/leds/red/trigger", O_WRONLY);
            if (fd >= 0) {
                write(fd, "none\n", 5);
                close(fd);
            }
            fd = open("/sys/class/leds/red/brightness", O_WRONLY);
            if (fd >= 0) {
                write(fd, "0\n", 2);
                close(fd);
            }
        }
    }
}

void on_connect(struct mosquitto *mosq, void *userdata, int rc)
{
    if (rc == 0) {
        printf("MQTT 服务器连接成功!\n");

        /* 发布上线消息：
         NULL 表示我不关心这条消息的发送结果追踪，（通常 QoS=0 时填 NULL）
         WILL_TOPIC：目标主题是WILL_TOPIC
         "Online"：消息内容 
         0：QoS（服务质量） ， true：Retain（保留消息） */
        mosquitto_publish(mosq, NULL, WILL_TOPIC, strlen("Online"), "Online", 0, true);

        /* 订阅 LED 主题， NULL 表示不追踪， 0：订阅的 QoS 级别 */
        mosquitto_subscribe(mosq, NULL, LED_TOPIC, 0);
        printf("已订阅 %s\n", LED_TOPIC);
    } else {
        printf("连接失败, 错误码: %d\n", rc);
    }
}

int main()
{
    int i;
    struct mosquitto *mosq;

    /* 捕获 Ctrl+C 信号 */
    signal(SIGINT, handle_sigint);
    signal(SIGTERM, handle_sigint);

    /* 初始化 MQTT 库的运行环境 */
    mosquitto_lib_init();

    /* 创建一个 MQTT 客户端实例（对象），
    true：表示这是一个全新的干净连接，服务器不保存该设备之前的订阅和离线消息，断线即丢
    false：表示这是一个持久会话，断线后服务器会帮你暂存消息，重连后还能收到消息 */
    mosq = mosquitto_new(CLIENTID, true, NULL);
    if (!mosq) {
        fprintf(stderr, "无法创建MQTT客户端\n");
        return 1;
    }

    /* 注册"连接成功"的回调函数 */
    mosquitto_connect_callback_set(mosq, on_connect);
    /* 注册"收到消息"时的回调函数 */
    mosquitto_message_callback_set(mosq, on_message);

    /* 设置遗嘱消息: 
    WILL_TOPIC: 遗嘱要发到 WILL_TOPIC 主题 
    遗嘱内容的长度, 遗嘱的具体内容（载荷）
    0：QoS（服务质量）, true：Retain（保留消息）服务器会保留这条死讯 */
    mosquitto_will_set(mosq, WILL_TOPIC, strlen("Unexpected disconnection"),
                       "Unexpected disconnection", 0, true);

    // 设置用户名密码（Mosquitto 当前是匿名，这两行可以注释掉）
    // mosquitto_username_pw_set(mosq, "mqtt1", "123456");

    /* 向服务器发起连接请求,  30：Keep Alive（心跳时间），单位是秒 
    返回 0：表示底层网络握手请求成功发出（注意，只是拨号成功，不代表服务器验证通过） 
    真正的连接成功与否，是上面注册的 on_connect 回调函数来通知的 */
    if (mosquitto_connect(mosq, BROKER_ADDRESS, BROKER_PORT, 30)) {
        printf("无法连接服务器\n");
        mosquitto_destroy(mosq);    // 销毁
        mosquitto_lib_cleanup();    // 清理资源
        return 1;
    }

    /* 在后台启动一个新线程，专门负责处理所有的网络通信，
    调用这个函数后，libmosquitto 库会调用操作系统的 pthread 接口，创建一个新的线程 */
    mosquitto_loop_start(mosq);

    // 每 10 秒发布温度
    while (!stop) {
        char temp_str[10] = {0};
        int fd = -1;

        fd = open("/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp", O_RDONLY);
        if (fd >= 0) {
            ssize_t bytes_read = read(fd, temp_str, sizeof(temp_str) - 1);//预留一位给 \0
            close(fd);

            if (bytes_read > 0) {
                // 去除末尾的换行符 \n，避免 printf 打印时多出一个空行
                if (temp_str[bytes_read - 1] == '\n') {
                    temp_str[bytes_read - 1] = '\0';
                }
                
                mosquitto_publish(mosq, NULL, TEMP_TOPIC, strlen(temp_str),
                                  temp_str, 0, true);
                printf("发布温度: %s\n", temp_str);
            } else {
                perror("读取温度失败");
            }
        }
        
        // 用循环代替纯 sleep，可以更快的响应 Ctrl+C 退出信号
        for (i = 0; i < 10 && !stop; i++) {
            sleep(1);
        }
    }

    printf("\n正在断开连接...\n");
    mosquitto_loop_stop(mosq, true);    // 停止后台线程
    mosquitto_destroy(mosq);    // 销毁
    mosquitto_lib_cleanup();    // 清理资源
    return 0;
}

在虚拟机的挂载目录，编译客户端程序：

在开发板运行测试：向服务器 发布温度数据

Windows 上的 MQTTX 客户端：收到订阅的温度数据

Windows 上的 MQTTX 客户端：监控到 手机向 imx6ull 发送的 LED 控制指令

收到手机客户端 发送的指令后，红色 LED 熄灭，只剩下电源灯在亮。