MQTT 协议学习：008-在STM32上移植MQTT

黄树超 2024-08-21 08:37:52 原文

title: protocol-app-mqtt-8-porting-mqtt-on-stm32

date: 2020-02-07 14:16:51

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mqtt
protocol
stm32
porting

前言

通过前面了解MQTT有关概念、分析了有关的报文，我们对于这个协议也有了更深的认识。但纸上谈来终觉浅,绝知此事要躬行。

本文参考:《STM32+W5500+MQTT+Android实现远程数据采集及控制》、《物联网核心之MQTT移植》、《基于联盛德w600的mqtt客户端程序示例》

host平台　　：Ubuntu 16.04

Taget ：STM32 + W5500。

MQTT-client : paho.mqtt.embedded-c

W5500 - 芯片介绍

全硬件TCPIP协议栈

支持TCP,UDP,ICMP,IPv4,ARP,IGMP,PPPoE协议
硬件协议栈不受网络攻击，安全稳定

8个独立的硬件Socket，各路通信互不影响

32KB片上缓存供TCP/IP包处理

集成802.3以太网MAC

集成10BaseT / 100Base-T以太网PHY

主机接口:SPI高速串行外设接口（最高80Mhz ）

低功耗，工作温度40℃左右

支持嵌入式操作系统：Linux & RTOS

支持掉电模式 & UDP网络唤醒

工作电压3.3V，I/O 5V耐压

支持自动协商（全/半双工，10M/100M)

48Pin LQFP无铅封装（7x7mm, 0.5mm针间距）

W5500以太网芯片内核

全硬件TCP/IP协议栈以太网接入方案

MCU <---spi---> w5500 <------> 以太网

MCU : 应用层

w5500 : 传输层，网络层，链路层，物理层

方案介绍

STM32 <---spi---> W5500 <------> 以太网

实际上，单片机这块有很多的方案：RTL8711(WIFI SOC) + LWIP + FreeRTOS + MQTT、ESP8266 + MQTT

1）STM32F405为主控芯片，它通过传感器采集环境数据，比如温度，湿度，光照度，大气压强等；

2）主控芯片通过W5500模块将测量的数据通过MQTT协议方式发布到MQTT服务器（服务器域名和IP见固件程序）；

3）主控订阅LED灯控制的消息，当接收到对应的控制指令后点亮或者熄灭对应的LED灯；

4）安卓手机端订阅传感器数据的消息，当接收到消息后将传感器数据在界面显示；

5）安卓手机可发送点亮或者熄灭LED灯的指令到服务器，然后服务器会将该指令转发给STM32主控，然后STM32主控解析该指令并执行指令。

准备

1）下载 MQTT客户端源码

2）解压源码，再进入MQTTPacket文件夹，里面有三个文件夹。

A)) 拷贝 src 下所有 *.c *.h、samples下的transport.c、transport.h两个文件复制到工程目录下。

这里我们主要的移植工作就在transport里面。

打开transport.c文件，这个是MQTT连接，发送，接收的接口，源码是Linux跟Windows平台，用的标准的Socket接口函数，我们这里的移植工作量很小，因为LWIP也是支持标准的Socket接口函数，只不过里面有些函数接口是LWIP不支持的，主要就是transport_open这个连接函数有区别。把原来的transport_open函数注释掉，重新写一个。

如果STM32或者其它单片机是用WIFI模块或者GPRS模块，没有用到LWIP的怎么办。其实只要理解的MQTT的源码，就不难用GPRS或者WiFi模块去实现。

MQTT的源码里都是对协议包进行打包解包，数据传输都是在tranport.c里面，我们完全不用transport，可以自己写通信接口，然后把打包的数据包通过模块发出去，写接收接口，把模块接收到服务器数据调用MQTT解包接口解析就可以了。

MQTT的移植非常简单，将C/C++ MQTT Embedded clients的代码添加到工程中，然后我们只需要再次封装4个函数即可：

// 通过网络以TCP的方式发送数据

int transport_sendPacketBuffer(unsigned char* buf, int buflen); 

// TCP方式从服务器端读取数据，该函数目前属于阻塞函数；

int transport_getdata(unsigned char* buf, int count);

// 打开一个网络接口，其实就是和服务器建立一个TCP连接；

int transport_open(void);

// 关闭网络接口。

int transport_close(void);

// 因为LWIP也是支持标准的Socket接口函数，只不过里面有些函数接口是LWIP不支持的，主要就是transport_open这个连接函数有区别。

// 所以，如果 协议栈是 LWIP，那么只需要 把原来的transport_open函数注释掉，重写 即可

// ref : http://www.openedv.com/forum.php?mod=viewthread&tid=228932&extra=