Python实现MQTT接收订阅数据

一、背景

目前MQTT的标准组织官网：http://www.mqtt.org，里面列出了很多支持的软件相关资源。

一个轻量级的MQTT服务器是：http://www.mosquitto.org，可以运行ARM／MIPS的嵌入式linux系统上。

物联网常使用 “消息队列遥测传输(Message Queuing Telemetry Transport, MQTT)” 协议订阅数据，这里用Python实现从MQTT服务器订阅数据。

首先和TCP协议比较

首先TCP是传输层协议，实现了一个双向的通信链路。

MQTT是基于TCP的应用层协议。（当然中间可能多一层，websocket）

两者不在一个层级，比较谁比谁好是没有意义的。

我们用raw TCP 也可以实现数据通信，比如发送传感器数据到服务器。为什么要用到MQTT呢 ？

假设现在有一个物联网的应用，题主当然可以直接用TCP socket 做通信，实际上不少人也是这么做的。然后你就会发现：

• 需要自己写确认重传的机制，因为TCP 连接说不定就断了。

• 如果有很多个传感器（生产者），又要写代码管理这么多TCP连接呢。

• 如果同时又有多个地方需要用到这些数据，还得写一个转发的逻辑。

• 如果系统很复杂，参与人或公司很多，那通信格式要怎么定，怎么改，沟通成本就很大了。

这些东西这么麻烦，又不想加班写代码，那有没有办法简便地解决呢？当然有，就是用现成的协议啦，比如MQTT。

MQTT 提供两个核心功能：

• 三个级别的QOS

• 基于订阅/发布的消息转发服务。

用了MQTT, 上面提到的这些问题就都被优雅地解决掉啦。

其实，同类应用的很多问题，都是有一定共性的。这时候就会有一些人提出一般性的解决方式，这样大家就不用重复造轮子，同时又保证了互操作性。这就是协议存在的意义啦。

所以一句话总结，MQTT 和其他的应用层协议，比如 HTPP, FTP, BitTorrent 协议一样，都是为了解决特定问题而生的一套方案，可以帮我们省好多事。

二、安装部署

环境：Python 2.7.5

mosquitto version 1.5.8

mosquitto is an MQTT v3.1.1 broker.

安装安装mosquitto，这里比较省事了

yum -y install mosquitto mosquitto-clients python-mosquitto

安装paho-mqtt，pypi上有这个库，可以自行安装

三、测试

启动命令: mosquitto
server：mosquitto_pub -t test -h 127.0.0.1 -m  '{"pin":1,"value":0}'
client：mosquitto_sub -v -t test -h 127.0.0.1 （先启动）

　测试结果

[root@test ~]# mosquitto_sub -v -t test -h 127.0.0.1
test {"pin":1,"value":0}　

使用脚本测试

client.py

#!/usr/bin/python

import sys
import datetime
import socket, sys

#======================================================
try:
    import paho.mqtt.client as mqtt
except ImportError:
    print("MQTT client not find. Please install as follow:")
    print("git clone http://git.eclipse.org/gitroot/paho/org.eclipse.paho.mqtt.python.git")
    print("cd org.eclipse.paho.mqtt.python")
    print("sudo python setup.py install")

# 服务器地址
strBroker = "localhost"
# 通信端口
port = 1883
# 用户名
username = 'username'
# 密码
password = 'password'
# 订阅主题名
topic = 'topic'

#======================================================
def on_connect(mqttc, obj, rc):
    print("OnConnetc, rc: "+str(rc))

def on_publish(mqttc, obj, mid):
    print("OnPublish, mid: "+str(mid))

def on_subscribe(mqttc, obj, mid, granted_qos):
    print("Subscribed: "+str(mid)+" "+str(granted_qos))

def on_log(mqttc, obj, level, string):
    print("Log:"+string)

def on_message(mqttc, obj, msg):
    curtime = datetime.datetime.now()
    strcurtime = curtime.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
    print(strcurtime + ": " + msg.topic+" "+str(msg.qos)+" "+str(msg.payload))
    on_exec(str(msg.payload))

def on_exec(strcmd):
    print "Exec:",strcmd

#=====================================================
if __name__ == '__main__':
    mqttc = mqtt.Client("test")
    mqttc.on_message = on_message
    mqttc.on_connect = on_connect
    mqttc.on_publish = on_publish
    mqttc.on_subscribe = on_subscribe
    mqttc.on_log = on_log

    # 设置账号密码（如果需要的话）
    #mqttc.username_pw_set(username, password=password)

    mqttc.connect(strBroker, port, 60)
    mqttc.subscribe(topic, 0)
    mqttc.loop_forever()

server.py

#!/usr/bin/python

import sys
import datetime
import socket, sys
import paho.mqtt.publish as publish

def transmitMQTT(strMsg):
    strMqttBroker = "localhost"
    strMqttChannel = "test"
    print(strMsg)
    publish.single(strMqttChannel, strMsg, hostname = strMqttBroker)

if __name__ == '__main__':
    transmitMQTT("Hello,MQTT")
    print "Send msg ok."

四、开发中需要注意的一些问题

• MQTT连接心跳时间

• MQTT单个发布消息最大长度

• 离线消息最长缓存时间

• 单MQTT连接的最大订阅数