关于物联网:在树莓派中使用-MicroPython-接入-MQTT

树莓派 由英国树莓派基金会开发，是一款基于 ARM 的微型计算机主板。该主板提供 USB 接口和以太网接口，能够连贯键盘、鼠标和网线，该主板具备 PC 的基本功能，同时树莓派集成了 Wi-Fi、蓝牙以及大量 GPIO，被宽泛使用在教学、家庭娱乐、物联网等。

MicroPython 是 Python 3 编程语言的一个残缺软件实现，用 C 语言编写，运行在 MCU（微控制器）硬件之上的齐全的 Python 编译器和运行时零碎，提供给用户一个交互式提示符（REPL）来立刻执行所反对的命令。除了包含选定的外围 Python 库，MicroPython 还包含了给予编程者拜访低层硬件的模块，是 Python 3 语言的精简实现，包含 Python 规范库的一小部分，通过优化可在微控制器和受限环境中运行。

MQTT 是一种基于公布 / 订阅模式的轻量级物联网音讯传输协定，能够用极少的代码和带宽为联网设施提供实时牢靠的音讯服务，它实用于硬件资源无限的设施及带宽无限的网络环境。因而，MQTT 协定广泛应用于物联网、挪动互联网、智能硬件、车联网、电力能源等行业。

本文将介绍如何在树莓派上应用 MicroPython 编写简略的 MQTT 客户端，并实现该客户端与 MQTT 服务器的连贯、订阅、公布等性能。

环境搭建

1. 装置 MicroPython

   本我的项目应用 MicroPython 进行开发，能够应用上面的命令进行装置。

   sudo apt-get update
   # 装置 MicroPython
   sudo apt-get -y install micropython

   装置实现后，在终端执行 micropython，如果显示 MicroPython x.x.x（x 示意数字）则示意曾经装置胜利。

2. 装置 MQTT 客户端库

   为了不便连贯到 MQTT 服务器，咱们须要装置 umqtt.simple 库。

   micropython -m upip install umqtt.simple

连贯 MQTT 服务器

本文将应用 EMQ 提供的 收费公共 MQTT 服务器，该服务基于 MQTT 物联网云平台 – EMQX Cloud 创立。服务器接入信息如下：

• Broker: broker-cn.emqx.io
• TCP Port: 1883
• Websocket Port: 8083

订阅音讯

关上任意编辑器，输出上面的代码，并保留为 sub.py 文件：

# sub.py
import time
from umqtt.simple import MQTTClient

# 定义 sub 客户端的连贯信息
SERVER="broker-cn.emqx.io"
ClientID = f'raspberry-sub-{time.time_ns()}'
user = "emqx"
password = "public"
topic = "raspberry/mqtt"
msg = b'{"msg":"hello"}'

def sub(topic, msg):
# 在回调函数打印主题和音讯
    print('received message %s on topic %s' % (msg, topic))

def main(server=SERVER):
# 创立连贯，参数别离为客户端 ID，broker 地址，broker 端口号，认证信息
    client = MQTTClient(ClientID, server, 1883, user, password)
    client.set_callback(sub)
    client.connect()
    print('Connected to MQTT Broker"%s"' % (server))
# 如果与 broker 失去连贯后重连，依然会持续订阅 raspberry/topic 主题
    client.subscribe(topic)
    while True:
        if True:
            client.wait_msg()
        else:
            client.check_msg()
            time.sleep(1)

if __name__ == "__main__":
    main()

公布音讯

关上任意编辑器，输出上面的代码，并保留为 pub.py 文件：

# pub.py
import time
from umqtt.simple import MQTTClient

# 定义 pub 客户端的连贯信息
server="broker-cn.emqx.io"
ClientID = f'raspberry-pub-{time.time_ns()}'
user = "emqx"
password = "public"
topic = "raspberry/mqtt"
msg = b'{"msg":"hello"}'

# 创立连贯，参数别离为客户端 ID，broker 地址，broker 端口号，认证信息
def connect():
    print('Connected to MQTT Broker"%s"' % (server))
    client = MQTTClient(ClientID, server, 1883, user, password)
    client.connect()
    return client

def reconnect():
# 若无奈连贯到 broker，打印一条音讯以告诉连贯不胜利，并且期待 5 秒发动重连
    print('Failed to connect to MQTT broker, Reconnecting...' % (server))
    time.sleep(5)
    client.reconnect()

# 若能连贯到 broker，调用 connect()，反之调用 reconnect()
try:
    client = connect()
except OSError as e:
    reconnect()

# 每隔 1 秒给主题 raspberry/mqtt 发送一条音讯
while True:
  print('send message %s on topic %s' % (msg, topic))
  client.publish(topic, msg, qos=0)
  time.sleep(1)

在下面的代码中，咱们调用 publish() 函数向主题 raspberry/mqtt 发送音讯。其中参数 QoS 是另一个 MQTT 个性，如果你想理解更多 QoS 的内容，能够查看 MQTT QoS（服务质量）介绍，本示例中咱们设置为 0。

测试

咱们应用 MQTT 5.0 客户端工具 – MQTT X 进行以下测试。

测试订阅音讯

运行 MicroPython 代码，并被动发送一个音讯。

1. 关上终端，运行 MicroPython 代码，监听音讯。

   micropython sub.py

2. 应用 MQTT X 客户端与 MQTT 服务器建设连贯，并向主题 raspberry/mqtt 发送音讯。
3. 查看树莓派终端信息，将会看到已胜利接管到 MQTT X 公布的音讯。

测试公布音讯

1. 在 MQTT X 客户端中订阅 raspberry/mqtt 主题。

2. 在终端运行 MicroPython 代码，公布音讯。

   micropython pub.py

3. 在 MQTT X 客户端中，查看树莓派发送的音讯。

结语

以上就是在树莓派上应用 MicroPython 进行编程的简略示例。咱们通过 MicroPython umqtt.simple 实现了一个简略的测试客户端，并实现了该客户端与 MQTT 服务器的连贯与音讯收发。MQTT 最大长处在于以极少的代码和无限的带宽，为连贯近程设施提供实时牢靠的音讯服务，而树莓派则是一个体积小、发热低、能耗低、绝对全面的硬件模块。二者相结合，即便是在微控制器或是受限环境中，也可助您开发出更多翻新利用。

版权申明：本文为 EMQ 原创，转载请注明出处。

原文链接：https://www.emqx.com/zh/blog/micro-python-mqtt-tutorial-based-on-raspberry-pi