c语言如何连接mqtt

C语言如何连接MQTT

使用C语言连接MQTT需要以下步骤：引入MQTT库、创建客户端、配置连接参数、连接到MQTT服务器、订阅或发布主题。 其中，引入MQTT库 是最关键的一步，因为它提供了所需的所有功能和API，帮助我们与MQTT服务器进行通信。使用开源的MQTT库（如Paho MQTT C库）是一个不错的选择，因为它们通常是跨平台的，并且有良好的文档和社区支持。

一、引入MQTT库

在使用C语言连接MQTT时，第一步是引入一个可靠的MQTT库。推荐使用Paho MQTT C库。Paho是Eclipse基金会下的一个项目，提供了一系列用于不同编程语言的MQTT客户端库。Paho MQTT C库是一个轻量级、跨平台的库，适合嵌入式系统和各种C语言应用程序。

1.1 安装和配置Paho MQTT C库

首先，我们需要下载和安装Paho MQTT C库。可以通过以下命令从GitHub克隆库并进行编译安装：

git clone https://github.com/eclipse/paho.mqtt.c.git cd paho.mqtt.c make sudo make install

编译安装完成后，我们需要在项目中包含相应的头文件，并链接所需的库：

#include "MQTTClient.h"

在编译时，确保链接MQTT库：

gcc -o mqtt_example mqtt_example.c -lpaho-mqtt3c

二、创建客户端

在引入MQTT库之后，我们需要创建一个MQTT客户端实例。这个实例将用于与MQTT服务器进行通信。

2.1 初始化客户端

使用MQTTClient_create函数可以创建一个客户端实例：

MQTTClient client;
MQTTClient_create(&client, "tcp://broker.hivemq.com:1883", "ExampleClientID", MQTTCLIENT_PERSISTENCE_NONE, NULL);

在这里，"tcp://broker.hivemq.com:1883"是MQTT服务器的地址，"ExampleClientID"是客户端ID，MQTTCLIENT_PERSISTENCE_NONE表示不使用持久化存储。

三、配置连接参数

在创建了客户端之后，我们需要配置连接参数，如用户名、密码、连接超时等。

3.1 配置连接选项

使用MQTTClient_connectOptions结构体来配置连接选项：

MQTTClient_connectOptions conn_opts = MQTTClient_connectOptions_initializer;
conn_opts.keepAliveInterval = 20;
conn_opts.cleansession = 1;

在这里，keepAliveInterval设置了保活间隔，cleansession设置了是否清除会话。

四、连接到MQTT服务器

配置完连接参数后，我们可以尝试连接到MQTT服务器。

4.1 连接服务器

使用MQTTClient_connect函数进行连接：

int rc;
if ((rc = MQTTClient_connect(client, &conn_opts)) != MQTTCLIENT_SUCCESS) {
    printf("Failed to connect, return code %dn", rc);
    exit(EXIT_FAILURE);
}

如果连接成功，MQTTClient_connect将返回MQTTCLIENT_SUCCESS。

五、订阅或发布主题

连接成功后，我们可以订阅或发布主题，以便进行消息传递。

5.1 订阅主题

使用MQTTClient_subscribe函数订阅一个主题：

MQTTClient_subscribe(client, "test/topic", 0);

在这里，"test/topic"是我们订阅的主题，0表示QoS等级。

5.2 发布消息

使用MQTTClient_publishMessage函数发布消息：

MQTTClient_message pubmsg = MQTTClient_message_initializer;
pubmsg.payload = "Hello MQTT!";
pubmsg.payloadlen = strlen("Hello MQTT!");
pubmsg.qos = 0;
pubmsg.retained = 0;
MQTTClient_deliveryToken token;
MQTTClient_publishMessage(client, "test/topic", &pubmsg, &token);
MQTTClient_waitForCompletion(client, token, 1000L);

在这里，我们向"test/topic"主题发布了一条消息"Hello MQTT!"。

六、处理消息回调

在订阅主题时，我们通常需要处理接收到的消息。可以通过设置消息回调函数来实现。

6.1 设置消息回调

使用MQTTClient_setCallbacks函数设置回调：

MQTTClient_setCallbacks(client, NULL, connlost, msgarrvd, delivered);

在这里，connlost、msgarrvd、delivered是我们定义的回调函数，用于处理连接丢失、消息到达和消息交付确认。

七、示例代码

以下是一个完整的示例代码，展示了如何使用C语言连接MQTT服务器，发布和订阅消息：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "MQTTClient.h"
#define ADDRESS     "tcp://broker.hivemq.com:1883"
#define CLIENTID    "ExampleClientID"
#define TOPIC       "test/topic"
#define PAYLOAD     "Hello MQTT!"
#define QOS         0
#define TIMEOUT     10000L
volatile MQTTClient_deliveryToken deliveredtoken;
void delivered(void *context, MQTTClient_deliveryToken dt) {
    printf("Message with token value %d delivery confirmedn", dt);
    deliveredtoken = dt;
}
int msgarrvd(void *context, char *topicName, int topicLen, MQTTClient_message *message) {
    printf("Message arrivedn");
    printf("     topic: %sn", topicName);
    printf("   message: %.*sn", message->payloadlen, (char*)message->payload);
    MQTTClient_freeMessage(&message);
    MQTTClient_free(topicName);
    return 1;
}
void connlost(void *context, char *cause) {
    printf("nConnection lostn");
    printf("     cause: %sn", cause);
}
int main(int argc, char* argv[]) {
    MQTTClient client;
    MQTTClient_connectOptions conn_opts = MQTTClient_connectOptions_initializer;
    int rc;
    MQTTClient_create(&client, ADDRESS, CLIENTID, MQTTCLIENT_PERSISTENCE_NONE, NULL);
    conn_opts.keepAliveInterval = 20;
    conn_opts.cleansession = 1;
    MQTTClient_setCallbacks(client, NULL, connlost, msgarrvd, delivered);
    if ((rc = MQTTClient_connect(client, &conn_opts)) != MQTTCLIENT_SUCCESS) {
        printf("Failed to connect, return code %dn", rc);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("Connectedn");
    MQTTClient_subscribe(client, TOPIC, QOS);
    MQTTClient_message pubmsg = MQTTClient_message_initializer;
    pubmsg.payload = PAYLOAD;
    pubmsg.payloadlen = strlen(PAYLOAD);
    pubmsg.qos = QOS;
    pubmsg.retained = 0;
    MQTTClient_deliveryToken token;
    MQTTClient_publishMessage(client, TOPIC, &pubmsg, &token);
    printf("Waiting for up to %d seconds for publication of %sn"
           "on topic %s for client with ClientID: %sn",
           (int)(TIMEOUT/1000), PAYLOAD, TOPIC, CLIENTID);
    rc = MQTTClient_waitForCompletion(client, token, TIMEOUT);
    printf("Message with delivery token %d deliveredn", token);
    while(1) {
        // Keep the client running to receive messages
    }
    MQTTClient_disconnect(client, 10000);
    MQTTClient_destroy(&client);
    return rc;
}

八、总结

使用C语言连接MQTT服务器涉及到多个步骤，包括引入MQTT库、创建客户端、配置连接参数、连接服务器、订阅或发布主题以及处理消息回调。通过以上步骤，我们可以轻松实现C语言与MQTT服务器的通信。

在实际应用中，根据具体需求，我们还可以进一步优化和扩展代码，例如添加更多的错误处理、支持SSL/TLS加密连接等。选择合适的MQTT库和工具（如PingCode和Worktile）也能极大地提高项目开发和管理的效率。