C Demo使用说明

概述

本文以C语言为例，介绍通过MQTTS/MQTT协议接入平台，基于平台接口实现“属性上报”、“订阅接收命令”等功能。

本文中使用的代码为样例代码，仅用于体验平台通信功能，如需进行商用，可以参考资源获取获取对应语言的IoT Device SDK进行集成。

前提条件

• 环境要求：Linux操作系统上，并安装好gcc（建议4.8及以上版本）。
• 库依赖：openssl库（MQTTS需要），paho库。
• 已在管理控制台获取设备接入地址。获取地址的操作步骤，请参考平台对接信息。
• 已在管理控制台创建产品和设备。创建产品和设备的具体操作细节，请参考创建产品、注册单个设备或批量注册设备。

准备工作

• 编译openssl库
  1. 访问openssl官网（https://www.openssl.org/source/）下载最新版本openssl（如openssl-1.1.1d.tar.gz），上传到linux编译机上（以上传到/home/test目录下为例），并使用如下命令解压：

     tar -zxvf openssl-1.1.1d.tar.gz

  2. 配置生成makefile文件。
     执行以下命令进入openssl源码目录

     cd openssl-1.1.1d

     运行如下配置命令：

     ./config shared --prefix=/home/test/openssl --openssldir=/home/test/openssl/ssl

     其中“prefix”是安装目录，“openssldir”是配置文件目录，“shared”作用是生成动态链接库（即.so库） 。

     如果编译有问题，配置命令加上no-asm（表示不使用汇编代码）

     ./config no-asm shared --prefix=/home/test/openssl --openssldir=/home/test/openssl/ssl

     

  3. 编译出库。

     在openssl源码目录下，运行make depend命令。

     make depend

     再运行make命令进行编译。

     make

     安装openssl。

     make install

     在配置的openssl安装目录下home/test/openssl找到lib目录，有生成的库文件：

     “libcrypto.so.1.1”、“libssl.so.1.1”和软链接“libcrypto.so”、“libssl.so”，请将这些文件复制到demo的lib文件夹下（同时将/home/test/openssl/include/openssl里的内容复制到demo的include/openssl下）。

     

     注：有的编译工具是32位的，如果在64位的linux机器上使用，这时只要将Makefile中的-m64都删除，再进行编译即可。

• 编译paho库文件
  1. 访问github下载地址：https://github.com/eclipse/paho.mqtt.c，下载paho.mqtt.c源码。
  2. 解压后上传到linux编译机。
  3. 修改makefile
     1. 通过如下命令进行编辑Makefile

        vim Makefile

     2. 查找字符串

        /DOXYGEN_COMMAND =

     3. 在/DOXYGEN_COMMAND =doxygen的下一行添加下面两行（自定义的openssl的头文件和库文件）

        CFLAGS += -I/home/test/openssl/include
        LDFLAGS += -L/home/test/openssl/lib -lrt

        

     4. 把如下图的CCDLAGS_SO、LDFLAGS_CS、LDFLAGS_AS、FLAGS_EXES的openssl地址都改成对应的地址

        

  4. 编译
     1. 执行清空命令

        make clean

     2. 执行编译命令

        make

  5. 编译完成后，可以在build/output目录下看到编译成功的库。

     

  6. 复制paho库文件。

     当前SDK仅用到了libpaho-mqtt3as，请将“libpaho-mqtt3as.so”和“libpaho-mqtt3as.so.1”文件复制到demo的lib文件夹下。（同时回到paho源代码路径，进入src目录，将MQTTAsync.h、MQTTClient.h、MQTTClientPersistence.h、MQTTProperties.h、MQTTReasonCodes.h、MQTTSubscribeOpts.h复制到demo的include/base文件夹下）。

     

     有的paho版本会有 MQTTExportDeclarations.h 头文件，建议可以将MQTT相关的头文件都添加进去。

导入代码样例

1. 下载quickStart(C)样例。
2. 将代码复制到linux运行环境中。可以看到代码文件层级如下图。

   

   代码目录简述：

   • src：源码目录

     mqtt_c_demo：demo核心源码；

     util/string_util.c：工具资源文件；

   • conf：证书目录

     rootcert.pem：设备校验平台身份的证书，用于设备侧接入物联网平台登录鉴权使用；如果对接的IoTDA版本非基础版，请将该证书文件中c/ap-southeast-1-device-client-rootcert.pem文件内容复制到conf/rootcert.pem文件中。

   • include: 头文件目录

     base目录：存放依赖的paho头文件

     openssl目录：存放依赖的openssl头文件

     util目录：存放依赖的工具资源头文件

   • lib：依赖库文件

     libcrypto.so*/libssl.so*: openssl库文件

     libpaho-mqtt3as.so*: paho库文件

   • Makefile：Makefile文件

建立连接

设备或网关在接入物联网平台时首先需要和平台建立连接，从而将设备或网关与平台进行关联。开发者通过传入设备信息，将设备或网关连接到物联网平台。

1. 设置参数。

   char *uri = "ssl://iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com:8883";
   int port = 8883;
   char *username = "********"; //deviceId
   char *password = "********";

   注意：MQTTS为8883端口接入，如果使用MQTT协议接入，url为：tcp://域名空间:1883， port为1883，其中域名空间参考平台对接信息获取,。心跳时间默认设置为120秒，用户如果想修改，可以修改代码中的“keepAliveInterval ”参数，心跳时间范围具体可参考使用限制。

2. 连接。
   • 在Makefile的第15行最后添加 -lm ，执行make进行编译。如果是32位的操作系统，请删除Makefile中的"-m64"。
   • 执行export LD_LIBRARY_PATH=./lib/加载库文件。
   • 运行./MQTT_Demo.o。

     //connect
     int ret = mqtt_connect();
     if (ret != 0) {
     	printf("connect failed, result %d\n", ret);
     }

3. 连接成功后，打印“connect success”，同时在控制台可看到设备已在线。

   

   图1 设备列表-设备在线
   

   注：如果连接失败，在mqtt_connect_failure函数中已实现退避重连，代码样例如下：

   void mqtt_connect_failure(void *context, MQTTAsync_failureData *response) {
   	retryTimes++;
   	printf("connect failed: messageId %d, code %d, message %s\n", response->token, response->code, response->message);
   	//退避重连
   	int lowBound =  defaultBackoff * 0.8;
   	int highBound = defaultBackoff * 1.2;
   	int randomBackOff = rand() % (highBound - lowBound + 1);
   	long backOffWithJitter = (int)(pow(2.0, (double)retryTimes) - 1) * (randomBackOff + lowBound);
   	long waitTImeUntilNextRetry = (int)(minBackoff + backOffWithJitter) > maxBackoff ? (minBackoff + backOffWithJitter) : maxBackoff;
   
   	TimeSleep(waitTImeUntilNextRetry);
   
   	//connect
   	int ret = mqtt_connect();
   	if (ret != 0) {
   		printf("connect failed, result %d\n", ret);
   	}
   }

订阅Topic

订阅某Topic的设备才能接收broker发布的关于该Topic的消息，关于平台预置Topic可参考Topic定义。

订阅Topic：

//subcribe
char *cmd_topic = combine_strings(3, "$oc/devices/", username, "/sys/commands/#");
ret = mqtt_subscribe(cmd_topic);
free(cmd_topic);
cmd_topic = NULL;
if (ret < 0) {
	printf("subscribe topic error, result %d\n", ret);
}

订阅成功后，demo中会打印“subscribe success”字样。

属性上报

属性上报是指设备主动向平台上报自己的属性，更多信息请参考设备属性上报。

//publish data
char *payload = "{\"services\":[{\"service_id\":\"parameter\",\"properties\":{\"Load\":\"123\",\"ImbA_strVal\":\"456\"}}]}";
char *report_topic = combine_strings(3, "$oc/devices/", username, "/sys/properties/report");
ret = mqtt_publish(report_topic, payload);
free(report_topic);
report_topic = NULL;
if (ret < 0) {
	printf("publish data error, result %d\n", ret);
}

设备上报属性成功后，demo中会打印“publish success”字样。

同时在“设备详情”页面查看到上报的属性：

图2 查看上报数据-parameter

如果在“设备详情”页面没有最新上报数据，请修改产品模型中服务和属性的内容，确保设备上报的服务/属性和产品模型中的服务/属性一致，或者进入“产品基本信息”页面，删除所有服务。

接收下发命令

订阅了命令Topic后，可以在控制台下发同步命令。详情请参考MQTT设备同步命令下发。

命令下发后，demo中接收到命令：

demo中接收命令的代码为：

//receive message from the server
int mqtt_message_arrive(void *context, char *topicName, int topicLen, MQTTAsync_message *message) {
	printf( "mqtt_message_arrive() success, the topic is %s, the payload is %s \n", topicName, message->payload);
	return 1; //can not return 0 here, otherwise the message won't update or something wrong would happen
}

由于是同步命令需要端侧回复响应可参考接口。