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      上海皕科電子有限公司

      Shanghai Bitconn Electronic Co.,Ltd.

      公司介紹
      上海皕科電子有限公司是一家專業的芯片代理商和方案提供商??偛吭O在上海,是一家專業為中國電子企業提供單片機,無線RF,以太網IC及外圍器件、開發工具和相關應用解決方案的高新技術企業。公司的主要代理品牌有Digi、Wiznet、Xinnova,以及華虹MCU等。
        公司擁有優秀的銷售團隊和專業的研發部門,不但在品牌、價格、供貨、服務等方面領先業界,而且可為客戶提供及時、可行的技術支持和整體設計服務,滿足不同客戶多層次需求。

      W5500通過MQTT連接阿里云平臺

      發表時間:2019/05/04 00:00:00  瀏覽次數:6614  
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      1、簡介

      1.1 開發環境與連接平臺

      本文主要介紹W5500如何通過MQTT協議將設備連接到阿里云IoT,并通過MQTT協議實現通信。MQTT協議是基于TCP的協議,所以我們只需要在單片機端實現TCP客戶端代碼之后就很容易移植MQTT了, +W5500實現TCP客戶端的代碼我們以前已經實現過,程序下載: 

      軟件環境:Windows

      • 硬件環境:STM32F103+W5500
      • 開發工具:Keil uVision5
      • 調試工具:Wireshark、串口調試助手
      • 連接平臺:阿里云-華東2節點(https://www.aliyun.com
      • 1.2 MQTT簡介:

      MQTT官網地址:(http://mqtt.org/

      • 1.2.1 MQTT協議特點

      MQTT是一個基于客戶端-服務器的消息發布/訂閱傳輸協議。MQTT協議是輕量、簡單、開放和易于實現的,這些特點使它適用范圍非常廣泛。在很多情況下,包括受限的環境中,如:機器與機器(M2M)通信和物聯網(IoT)。其在,通過衛星鏈路通信傳感器、偶爾撥號的醫療設備、智能家居、及一些小型化設備中已廣泛使用。

      MQTT協議當前版本為,2014年發布的MQTT v3.1.1。除標準版外,還有一個簡化版MQTT-SN,該協議主要針對嵌入式設備,這些設備一般工作于百TCP/IP網絡,如:ZigBee。

      MQTT協議運行在TCP/IP或其他網絡協議,提供有序、無損、雙向連接。其特點包括:

      1. 使用的發布/訂閱消息模式,它提供了一對多消息分發,以實現與應用程序的解耦。
      2. 對負載內容屏蔽的消息傳輸機制。
      3. 對傳輸消息有三種服務質量(QoS):
      • 最多一次,這一級別會發生消息丟失或重復,消息發布依賴于底層TCP/IP網絡。即:<=1
      • 至多一次,這一級別會確保消息到達,但消息可能會重復。即:>=1
      • 只有一次,確保消息只有一次到達。即:=1。在一些要求比較嚴格的計費系統中,可以使用此級別

      數據傳輸和協議交換的最小化(協議頭部只有2字節),以減少網絡流量

      通知機制,異常中斷時通知傳輸雙方

      • MQTT協議原理及實現方式

      實現MQTT協議需要:客戶端和服務器端

      MQTT協議中有三種身份:發布者(Publish)、代理(Broker)(服務器)、訂閱者(Subscribe)。其中,消息的發布者和訂閱者都是客戶端,消息代理是服務器,消息發布者可以同時是訂閱者。

      MQTT傳輸的消息分為:主題(Topic)和消息的內容(payload)兩部分

      Topic,可以理解為消息的類型,訂閱者訂閱(Subscribe)后,就會收到該主題的消息內容(payload)

      payload,可以理解為消息的內容,是指訂閱者具體要使用的內容

      • 連接
      1. 阿里云連接步驟:
      • 以aliyun賬號直接進入IoT控制臺,如果還沒有開通阿里云物聯網套件服務,則 申請開通
      • 接入引導

      (1)、創建產品

      (2)、添加設備

      (3)、獲取設備的Topic

      • 創建產品

      初步進入控制臺后,需要創建產品。點擊創建產品。產品相當于某一類設備的集合,用戶可以根據產品管理其設備等。

      • 產品名稱:對產品命名,例如可以填寫產品型號。產品名稱在賬號內保持唯一。
      • productKey:阿里云IoT為產品頒發的全局唯一標識符

      添加設備

      創建完產品之后,可以為該產品添加設備。進入產品管理頁面下的設備管理,點擊添加設備。

      • 說明:用戶可以自定義設備名稱(即deviceName),這個名稱即可作為設備唯一標識符,用戶可以基于該設備名稱與IoT Hub進行通信,需要指出的是,用戶需要保證deviceName產品內唯一。
      • 設備證書:添加設備之后,物聯網套件為設備頒發的唯一標識符,設備證書用于設備認證以及設備通信,詳細的請參考設備接入文檔。
      • deviceName:用戶自定義設備唯一標識符,用于設備認證以及設備通信,用戶保證產品維度內唯一。
      • deviceSecret:物聯網套件為設備頒發的設備秘鑰,用于認證加密,與deviceName或者deviceId成對出現。
      • 獲取設備的Topic

      添加設備之后,可以獲取設備的Topic。點擊Topic列表

      • 說明:創建產品之后,物聯網套件都會為產品默認定義三個Topic類。那么,在添加設備之后,每個設備都會默認有三個Topic,即圖中所示。如果想要增加、修改、刪除Topic,請到消息通信重新定義Topic類。
      • 設備可以基于Topic列表中的Topic進行Pub/Sub通信,例如列表中有/1000118502/test9/update,且設備擁有的權限是發布,這就意味著設備可以往這個Topic發布消息;同樣,列表中/1000118502/test9/get,權限是訂閱,這就意味著設備可以從這個Topic訂閱消息。
      • 設備接入

      獲得productKey、設備證書以及設備的Topic這些參數,就可以基于aliyun IoT device SDK for C將設備連接上IoT Hub并進行通信,具體請參考《MQTT配置》部分

      1. MQTT移植步驟:

      MQTT代碼源碼下載地址:(http://www.eclipse.org/paho/

      MQTT的移植非常簡單,將C/C++ MQTT Embedded clients的代碼添加到工程中,然后我們只需要再次封裝4個函數即可:

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

      通過網絡以TCP的方式發送數據;

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

      TCP方式從服務器端讀取數據,該函數目前屬于阻塞函數;

      int transport_open(void);

      打開一個網絡接口,其實就是和服務器建立一個TCP連接;

      int transport_close(void);

      關閉網絡接口。

      如果已經移植好了socket方式的TCP客戶端的程序,那么這幾個函數的封裝也是非常簡單的,程序代碼如下所示:

      /**
      
      * @brief  通過TCP方式發送數據到TCP服務器
      
      * @param  buf數據首地址
      
      * @param  buflen數據長度
      
      * @retval 小于0表示發送失敗
      
      */
      
      /*訂閱消息*/
      
      int Subscribe_sendPacketBuffer(unsigned char* buf, int buflen)
      
      {
      
      return send(SOCK_TCPS,buf,buflen);
      
      }
      
      /*發布消息*/
      
      int Published_sendPacketBuffer(unsigned char* buf, int buflen)
      
      {
      
      return send(SOCK_TCPC,buf,buflen);
      
      }
      
      /**
      
      * @brief  阻塞方式接收TCP服務器發送的數據
      
      * @param  buf數據存儲首地址·
      
      * @param  count數據緩沖區長度
      
      * @retval 小于0表示接收數據失敗
      
      */
      
      int Subscribe_getdata(unsigned char* buf, int count)
      
      {
      
      return recv(SOCK_TCPS,buf,count);
      
      }
      
      int Published_getdata(unsigned char* buf, int count)
      
      {
      
      return recv(SOCK_TCPC,buf,count);
      
      }
      
      /**
      
      * @brief  打開一個socket并連接到服務器
      
      * @param  無
      
      * @retval 小于0表示打開失敗
      
      */
      
      int Subscribe_open(void)
      
      {
      
      int32_t ret;
      
      //新建一個socket并綁定本地端口5000
      
      ret = socket(SOCK_TCPS,Sn_MR_TCP,50000,0x00);
      
      if (ret != 1) {
      
      printf("%d:Socket Error\r\n",SOCK_TCPS);
      
      while (1);
      
      } else {
      
      printf("%d:Opened\r\n",SOCK_TCPS);
      
      }
      
      while (getSn_SR(SOCK_TCPS)!=SOCK_ESTABLISHED) {
      
      printf("connecting\r\n");
      
      //連接TCP服務器÷
      
      ret = connect(SOCK_TCPS,server_ip,1883);
      
      //端口必須為1883
      
      }
      
      if (ret != 1) {
      
      printf("%d:Socket Connect Error\r\n",SOCK_TCPS);
      
      while (1);
      
      } else {
      
      printf("%d:Connected\r\n",SOCK_TCPS);
      
      }
      
      return 0;
      
      }
      
      int Published_open(void)
      
      {
      
      int32_t ret;
      
      ret = socket(SOCK_TCPC,Sn_MR_TCP,5001,0x00);
      
      if (ret != 1) {
      
      printf("%d:Socket1 Error1\r\n",SOCK_TCPC);
      
      while (1);
      
      } else {
      
      printf("%d:socket1 Opened\r\n",SOCK_TCPC);
      
      }
      
      while (getSn_SR(SOCK_TCPC)!=SOCK_ESTABLISHED) {
      
      ret = connect(SOCK_TCPC,server_ip,1883);
      
      //端口必須為1883
      
      }
      
      if (ret != 1) {
      
      printf("%d:Socket Connect1 Error\r\n",SOCK_TCPC);
      
      while (1);
      
      } else {
      
      printf("%d:Connected1\r\n",SOCK_TCPC);
      
      }
      
      return 0;
      
      }
      
      }
      
      /**
      
      * @brief  關閉socket
      
      * @param  無
      
      * @retval 小于0表示關閉失敗
      
      */
      
      int Subscribe_close(void)
      
      {
      
      disconnect(SOCK_TCPS);
      
      printf("close0\n\r");
      
      while (getSn_SR(SOCK_TCPC)!=SOCK_CLOSED) {
      
      ;
      
      }
      
      return 0;
      
      }
      
      int Published_close(void)
      
      {
      
      disconnect(SOCK_TCPC);
      
      printf("close1\n\r");
      
      while (getSn_SR(SOCK_TCPC)!=SOCK_CLOSED) {
      
      ;
      
      }
      
      return 0;
      
      }
      • MQTT配置
      • MQTT連接參數說明

      舉例:

      • MQTT與阿里云連接函數:

      參考阿里云內MQTT設備接入手冊,計算出設備連接的各項參數,例如下列程序中框中的部分為本例程MQTT與阿里云連接的參數的配置,詳細內容如下:

      clientId = 192.168.207.115
      
      deviceName = MQTT1
      
      productKey = TKKMt4nMF8U
      
      timestamp = 789(毫秒值)
      
      signmethod = hmacsha1(算法類型)
      
      deviceSecret = secret

      那么使用tcp方式提交給mqtt參數分別如下:

      • mqttClientId:clientId+"|securemode=3,signmethod=hmacsha1,timestamp=789|"
      • clientId=192.168.207.115|securemode=3,signmethod=hmacsha1,timestamp=789|
      • keepalive時間需要設置超過60秒以上,否則會拒絕連接。
      • Cleansession為1;
      • mqttUsername: deviceName+"&"+productKey
      • username = "MQTT1&TKKMt4nMF8U"
      • password=hmacsha1("secret","clientId168.207.115deviceNameMQTT1productKeyTKKMt4nMF8Utimestamp789").toHexString();

      最后是二進制轉16制字符串大小寫不敏感。這個例子結果為 9076b0ebc04dba8a8ebba1f0003552dbc862c9b9

      MQTT連接函數原型,tcp_client.c文件中的MQTT_CON_ALI函數中調用make_con_msg函數并通過阿里云設備的參數,設置MQTT連接阿里云函數的參數:

      1. void make_con_msg(char* clientID,int keepalive, uint8 cleansession,
      2. char*username,char* password,unsigned char*buf,int
      3.                   buflen)
      4. {
      5.     int32_t len,rc;
      6.     MQTTPacket_connectData data = MQTTPacket_connectData_initializer;
      7.     data.clientID.cstring = clientID;
      8.     data.keepAliveInterval = keepalive;
      9.     data.cleansession = cleansession;
      10.     data.username.cstring = username;
      11.     data.password.cstring = password;
      12.     len = MQTTSerialize_connect(buf, buflen, &data);
      13.           //構造鏈接報文
      14.     return;
      15. MQTT連接過程:
      void MQTT_CON_ALI(void)
      
      {
      
      int len;
      
      int type;
      
      switch (getSn_SR(0)) {
      
      //獲取socket0的狀態
      
      case SOCK_INIT:
      
      //Socket處于初始化完成(打開)狀態
      
      connect(0, server_ip,server_port);
      
      //配置Sn_CR為CONNECT,并向TCP服務器發出連接請求¢
      
      break;
      
      case SOCK_ESTABLISHED:                //
      
      Socket處于連接建立狀態
      
      if (getSn_IR(0) & Sn_IR_CON) {
      
      setSn_IR(0, Sn_IR_CON);       //
      
      Sn_IR的CON位置1,通知W5500連接已建立
      
      }
      
      memset(msgbuf,0,sizeof(msgbuf));
      
      if ((len=getSn_RX_RSR(0))==0) {
      
      if (1==CONNECT_FLAG) {
      
      printf("send connect\r\n");
      
      /*MQTT?拼接連接報文
      
      *根據阿里云平臺MQTT設備接入手冊配置
      
      */
      
      //void make_con_msg(char* clientID,int keepalive,
      
      uint8 cleansession,char*username,
      
      char* password,unsigned char*buf,
      
      int buflen)
      
      make_con_msg("192.168.207.115|securemode=3,
      
      signmethod=hmacsha1,timestamp=789|",180,
      
      1,"MQTT1&TKKMt4nMF8U",
      
      "9076b0ebc04dba8a8ebba1f0003552dbc862c9b9"
      
      ,msgbuf,sizeof(msgbuf));
      
      //printf(" server_ip: %d.%d.%d.%d\r\n", server_ip[0],
      
      server_ip[1],server_ip[2],server_ip[3]);
      
      //printf("connect ALY\r\n");
      
      CONNECT_FLAG = 0;
      
      send(0,msgbuf,sizeof(msgbuf));
      
      Delay_s(2);
      
      while ((len=getSn_RX_RSR(0))==0) {
      
      Delay_s(2);
      
      send(0,msgbuf,sizeof(msgbuf));
      
      };
      
      recv(0,msgbuf,len);
      
      while (mqtt_decode_msg(msgbuf)!=CONNACK) {
      
      //判斷是不是CONNACK
      
      printf("wait ack\r\n");
      
      }
      
      } else if (SUB_FLAG == 1) {
      
      memset(msgbuf,0,sizeof(msgbuf));
      
      make_sub_msg(topic,msgbuf,sizeof(msgbuf));
      
      // make_pub_msg(topic,msgbuf,sizeof(msgbuf),"hello");
      
      send(0,msgbuf,sizeof(msgbuf));
      
      // 接收到數據后再回給服務器,完成數據回環
      
      SUB_FLAG = 0;
      
      Delay_s(2);
      
      while ((len=getSn_RX_RSR(0))==0) {
      
      Delay_s(2);
      
      send(0,msgbuf,sizeof(msgbuf));
      
      };
      
      recv(0,msgbuf,len);
      
      while (mqtt_decode_msg(msgbuf)!=SUBACK) {
      
      //判斷是不是SUBACK
      
      printf("wait suback\r\n");
      
      }
      
      TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
      
      printf("send sub\r\n");
      
      }
      
      #if 1
      
      else {
      
      //count++;
      
      // Delay_s(2);
      
      if (count>10000) {
      
      count = 0;
      
      make_ping_msg(msgbuf,sizeof(msgbuf));
      
      send(0,msgbuf,sizeof(msgbuf));
      
      while ((len=getSn_RX_RSR(0))==0) {
      
      //Delay_s(2);
      
      //send(0,msgbuf,sizeof(msgbuf));
      
      printf("wait pingresponse");
      
      };
      
      recv(0,msgbuf,len);
      
      printf("ping len : %d\r\n",len);
      
      if (len>2) {
      
      if (PUBLISH==mqtt_decode_msg(msgbuf+2)) {
      
      printf("publish\r\n");
      
      MQTTDeserialize_publish(&dup, &qos,
      
      &retained,
      
      &mssageid,
      
      &receivedTopic,
      
      &payload_in,
      
      &payloadlen_in,
      
      msgbuf+2, len-2);
      
      // printf("message arrived %d: %s\n\r",
      
      payloadlen_in, payload_in);
      
      memset(topic,0,sizeof(topic));
      
      memset(ser_cmd,0,sizeof(ser_cmd));
      
      memcpy(topic,receivedTopic.lenstring.data,
      
      receivedTopic.lenstring.len);
      
      replace_string(new_topic,topic , "request",
      
      "response");
      
      printf("topic:%s\r\n",topic);
      
      strcpy(ser_cmd,(const char *)payload_in);
      
      //parse_topic(ser_cmd);
      
      // printf("message is %s\r\n",ser_cmd);
      
      memset(msgbuf,0,sizeof(msgbuf));
      
      make_pub_msg(new_topic,msgbuf,sizeof(
      
      msgbuf),"hello");
      
      send(0,msgbuf,sizeof(msgbuf));
      
      }
      
      }
      
      }
      
      }
      
      #endif
      
      #if 0
      
      if (PUB_FLAG==1) {
      
      memset(msgbuf,0,sizeof(msgbuf));
      
      // make_sub_msg(topic,msgbuf,sizeof(msgbuf));
      
      make_pub_msg(topic,msgbuf,sizeof(msgbuf),"hello");
      
      if (count == 10000) {
      
      PUB:
      
      send(0,msgbuf,sizeof(msgbuf));  //
      
      接收到數據后再回給服務器,完成數據回環
      
      Delay_s(2);
      
      // while((len=getSn_RX_RSR(0))==0)
      
      //  {
      
      // Delay_s(2);
      
      //send(0,msgbuf,sizeof(msgbuf));
      
      //    printf("puback\r\n");
      
      //  };
      
      // recv(0,msgbuf,len);
      
      //  if(mqtt_decode_msg(msgbuf)!=PUBACK)
      
      //  {
      
      //      goto PUB;
      
      //      printf("wait Puback\r\n");
      
      //  }
      
      printf("send Pub\r\n");
      
      }
      
      }
      
      #endif
      
      }
      
      #if 1
      
      if ((len=getSn_RX_RSR(0))>0) {
      
      recv(0,msgbuf,len);
      
      if (PUBLISH== mqtt_decode_msg(msgbuf)) {
      
      printf("publish\r\n");
      
      MQTTDeserialize_publish(&dup, &qos, &retained,
      
      &mssageid, &receivedTopic,
      
      &payload_in, &payloadlen_in,
      
      msgbuf, len);
      
      // printf("message arrived %d: %s\n\r", payloadlen_in,
      
      payload_in);
      
      memset(topic,0,sizeof(topic));
      
      memcpy(topic,receivedTopic.lenstring.data,
      
      receivedTopic.lenstring.len);
      
      replace_string(new_topic,topic , "request","response");
      
      printf("topic:%s\r\n",topic);
      
      memset(ser_cmd,0,sizeof(ser_cmd));
      
      memcpy(ser_cmd,(const char *)payload_in,strlen((char*)
      
      payload_in));
      
      memset(msgbuf,0,sizeof(msgbuf));
      
      make_pub_msg(new_topic,msgbuf,sizeof(msgbuf),rebuf);
      
      send(0,msgbuf,sizeof(msgbuf));
      
      //printf("%s\n",msgbuf);
      
      } else if (PINGRESP== mqtt_decode_msg(msgbuf)) {
      
      if (len>2) {
      
      if (PUBLISH==mqtt_decode_msg(msgbuf+2)) {
      
      printf("publish\r\n");
      
      MQTTDeserialize_publish(&dup, &qos, &retained,
      
      &mssageid,
      
      &receivedTopic,
      
      &payload_in,
      
      &payloadlen_in, msgbuf+
      
      2, len-2);
      
      // printf("message arrived %d: %s\n\r",
      
      payloadlen_in, payload_in);
      
      memset(topic,0,sizeof(topic));
      
      memcpy(topic,receivedTopic.lenstring.data,
      
      receivedTopic.lenstring.len);
      
      replace_string(new_topic,topic,"request",
      
      "response");
      
      printf("topic:%s\r\n",topic);
      
      memset(ser_cmd,0,sizeof(ser_cmd));
      
      strcpy(ser_cmd,(const char *)payload_in);
      
      // printf("message is %s\r\n",ser_cmd);
      
      //parse_topic(ser_cmd);
      
      memset(msgbuf,0,sizeof(msgbuf));
      
      make_pub_msg(new_topic,msgbuf,sizeof(msgbuf),
      
      "hello");
      
      send(0,msgbuf,sizeof(msgbuf));
      
      }
      
      }
      
      } else {
      
      printf("wait publish\r\n");
      
      }
      
      }
      
      //  printf("send ping\r\n");
      
      #endif
      
      break;
      
      case SOCK_CLOSE_WAIT:
      
      //Socket處于等待關閉狀態
      
      close(0);                               // 關閉Socket0
      
      break;
      
      case SOCK_CLOSED:
      
      // Socket處于關閉狀態
      
      socket(0,Sn_MR_TCP,local_port,Sn_MR_ND);
      
      // 打開Socket0,并配置為TCP無延時模式,打開一個本地端口
      
      break;
      
      }
      
      }
      • Password有兩種獲得方法:
      • 通過網頁“在線加密解密”HamcSHA1獲得;(http://encode.chahuo.com/)通過hmacsha1算法解析獲得解析步驟如下:
      void hmac_sha1(uint8_t *key, uint16_t key_length, uint8_t *data,
      
      uint16_t data_length, uint8_t *digest)
      
      {
      
      uint8_t b = 64;                               /* blocksize */
      
      uint8_t ipad = 0x36;
      
      uint8_t opad = 0x5c;
      
      uint8_t k0[64];
      
      uint8_t k0xorIpad[64];
      
      uint8_t step7data[64];
      
      uint8_t step5data[MAX_MESSAGE_LENGTH+128];
      
      uint8_t step8data[64+20];
      
      uint16_t i;
      
      for (i=0; i<64; i++) {
      
      k0[i] = 0x00;
      
      }
      
      /* Step 1 */
      
      if (key_length != b) {
      
      //判斷秘鑰K字節長度是否等于B
      
      /* Step 2 */
      
      if (key_length > b) {
      
      //如果大于B,則另K0=H(K)
      
      sha1(key, key_length, digest);
      
      for (i=0; i<20; i++) {
      
      k0[i]=digest[i];
      
      }
      
      }
      
      /* Step 3 */
      
      else if (key_length < b) {
      
      //如果小于B,則在末尾添加B-length(K)
      
      位的0
      
      for (i=0; i<key_length; i++) {
      
      k0[i] = key[i];
      
      }
      
      }
      
      } else {
      
      for (i=0; i<b; i++) {
      
      k0[i] = key[i];
      
      }
      
      }
      
      #ifdef HMAC_DEBUG
      
      debug_out("k0",k0,64);
      
      #endif
      
      /* Step 4 */
      
      for (i=0; i<64; i++) {
      
      k0xorIpad[i] = k0[i] ^ ipad;
      
      //將K0和ipad進行異或運算
      
      }
      
      #ifdef HMAC_DEBUG
      
      debug_out("k0 xor ipad",k0xorIpad,64);
      
      #endif
      
      /* Step 5 */
      
      for (i=0; i<64; i++) {
      
      step5data[i] = k0xorIpad[i];
      
      }
      
      for (i=0; i<data_length; i++) {
      
      step5data[i+64] = data[i];
      
      //將數據添加在第4步生成的字節串
      
      后面
      
      }
      
      #ifdef HMAC_DEBUG
      
      debug_out("(k0 xor ipad) || text",step5data,data_length+64);
      
      #endif
      
      /* Step 6 */
      
      sha1(step5data, data_length+b, digest);
      
      //將第5步的結果運用H函數
      
      #ifdef HMAC_DEBUG
      
      debug_out("Hash((k0 xor ipad) || text)",digest,20);
      
      #endif
      
      /* Step 7 */
      
      for (i=0; i<64; i++) {
      
      step7data[i] = k0[i] ^ opad;
      
      //將K0和opad進行異或運算
      
      }
      
      #ifdef HMAC_DEBUG
      
      debug_out("(k0 xor opad)",step7data,64);
      
      #endif
      
      /* Step 8 */
      
      for (i=0; i<64; i++) {
      
      step8data[i] = step7data[i];
      
      }
      
      for (i=0; i<20; i++) {
      
      step8data[i+64] = digest[i];
      
      }
      
      #ifdef HMAC_DEBUG
      
      debug_out("(k0 xor opad) || Hash((k0 xor ipad) || text)",step8data,
      
      20+64);
      
      #endif
      
      /* Step 9 */
      
      sha1(step8data, b+20, digest);
      
      #ifdef HMAC_DEBUG
      
      debug_out("HASH((k0 xor opad) || Hash((k0 xor ipad) || text))",
      
      digest,20);
      
      #endif
      
      }
      • 配置遠程服務器IP地址和服務器端口

      通過域名解析獲取IP地址有兩種方法:

      a、通過在終端下ping域名的方法獲取IP地址

      b、通過DNS域名解析的方法獲取IP地址

      1. 通過在終端下ping域名的方法獲取IP地址

      把 ${productKey}替換為您的產品key,并在終端對MQTT進行ping操作,來獲取服務器IP地址

      舉例:

      1. 通過DNS域名解析的方法獲取IP地址

      首先完成W5500的DNS域名解析例程的移植,把DNS相關部分移植到本程序中,再進行相關配置即可完成(DNS相關例程下載地址http://www.w5500.com/) ,DNS解析域名成功后,把解析出的IP地址賦值給MQTT的 server_ip,用于MQTT與阿里云的連接,完成MQTT協議通信

      連接成功后,通過串口調試助手驗證DNS域名解析是否正確,若正確則MQTT與阿里云連接成功,并可成功的發布訂閱消息:

      • 設置發布訂閱的主題:

      在tcp_client.c文件中設置MQTT與阿里云連接參數,并通過調用mqtt_fun.c文件中的相關底層函數來完成MQTT與阿里云連接:

      底層的訂閱發布函數

      /*****************拼接訂閱報文**************************************/
      
      void make_sub_msg(char *Topic,unsigned char*msgbuf,int buflen)
      
      {
      
      int msgid = 1;
      
      int req_qos = 0;
      
      unsigned char topic[100];
      
      MQTTString topicString= MQTTString_initializer;
      
      memcpy(topic,Topic,strlen(Topic));
      
      topicString.cstring = (char*)topic;
      
      //topicString.lenstring.len=4;
      
      MQTTSerialize_subscribe(msgbuf, buflen, 0, msgid, 1, &topicString,
      
      &req_qos);
      
      return;
      
      }
      
      /*********拼接發布報文******************/
      
      void make_pub_msg(char *Topic,unsigned char*msgbuf,int buflen,char*msg)
      
      {
      
      unsigned char topic[100];
      
      int msglen = strlen(msg);
      
      MQTTString topicString = MQTTString_initializer;
      
      memset(topic,0,sizeof(topic));
      
      memcpy(topic,Topic,strlen(Topic));
      
      topicString.cstring = (char*)topic;
      
      MQTTSerialize_publish(msgbuf, buflen, 0, 2, 0, 0, topicString, (
      
      unsigned char*)msg, msglen);
      
      return;
      
      }

      此發布訂閱的主題根據阿里云中設備管理的Topic列表設置設備可以基于Topic列表中的Topic進行Pub/Sub通信,例如列表中有/TKKMt4nMF8U/MQTT1/mqtt,且設備擁有的權限是發布和訂閱,這就意味著設備可以往這個Topic發布消息,同樣設備可以從這個Topic訂閱消息。

      • 簡單測試:
      • 把程序下載到測試板并連接,登陸阿里云,到添加的設備,開啟測試板,狀態顯示在線,說明MQTT與阿里云已經初步連接上
        通過設備的Topic列表,選擇程序中設置的發布訂閱的Topic進行發布消息的操作:
        串口打印接收到的服務器端發送的消息:
        同時可在日志服務中查詢相關設備的相關消息:
        此時MQTT協議通信成功。
        說明:在串口通信中會一直打印消息,是因為程序中設置了對MQTT的ping操作,防止MQTT離線。
      • 注意:

      在MQTT與阿里云連接時,會出現離線的狀態,在離線狀態時重啟測試板并手動刷新阿里云即可。因為狀態不是實時的顯示,會有一段時間的延遲,可耐心等待。
      MQTT CONNECT協議設置時的注意事項:錯誤碼

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