基于mqtt 的温湿度检测系统
最近实验内容是基于mqtt的温湿度传感,现在说一下基本的流程
老师的实验要求是实现mqtt的消息中间件这样的话,就需要一个服务器两个客户端,其中服务器是用来转发,其中一个客户端做发布,另外一个客户端做订阅。
实验要求其中发布的客户端在开发板上,所以需要编译mosquito的源码然后移植环境到开发板中
然后在程序中调用mosquito_pub 用命令的方式发送温湿度信息
如果有云服务器 可以安装一个mosquito 然后打开服务就可以了。
在另外的一个客户端我写的是java的 然后实现了多主题订阅 所谓的多主题就是传感器可能并不是一个所以,每个传感器都可以这只为一个主题,比如温湿度,烟雾,红外,都有相应的主题,然后在客户端进行展示。
下面展示一部分代码
首先是发布端的 由于是使用的qt4的代码,所以需要自己引入串口文件,posix_qextserialport.h qextserialbase.h以及相应的.cpp文件,导入到工程中就可以。
1.1串口信息的读取 这个是需要先确定串口的信息
if(my_com){closeCom();}else{QString com_name = "/dev/ttySAC1";my_com = new Posix_QextSerialPort(com_name, QextSerialBase::Polling);}my_com->open(QIODevice::ReadWrite);if(my_com->isOpen()){com_state = 1;my_com->setBaudRate(BAUD115200);my_com->setDataBits(DATA_8);my_com->setParity(PAR_NONE);my_com->setStopBits(STOP_1);my_com->setFlowControl(FLOW_OFF);my_com->setTimeout(50);return true;}else{com_state = 0;return false;}
这一段就是来读取串口的信息,因为读取的是16进制数据,所以QBytearray
QByteArray byte = my_com->readAll();if(!byte.isEmpty())emit receiveMsgFromSerial(byte);
1.2 温湿度的计算方法 因为是16进制的数据,所以一开始数据转换,然后计算就可以,这个公式在实验指导书上有。
void Temp_Humi_Ligh::ValueOf(QByteArray &msg)
{unsigned char XH = msg[5], XL = msg[6];unsigned char YH = msg[7], YL = msg[8];unsigned char GH = msg[9], GL = msg[10];temperature = XH*256 + XL;humidity = YH*256 + YL;light = 1.0*(GH*256 + GL)*3012.9/(32768*4);
}
1.3 槽函数 这个实验中用了很多的槽函数
使用定时器定时读取串口的信息
connect(this->read_timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(readFromSerial()));
其中还有一个信号量在读取串口信息位置 用emit来响应一个信号。然后在主类中对这个信号有相应的槽函数来处理。
connect(this->serial_control, SIGNAL(receiveMsgFromSerial(QByteArray)), this, SLOT(handleMSG(QByteArray)));
剩下的就是一些定时器的比如定时向主题中pub信息,定时检测各个模块的状态等等。
1.4 mosquito_pub 向主题中发布信息 要想用process 调用外部程序,首先需要的是在开发板配置mosquito环境 其中需要两个文件,首先在你的linux交叉编译好一份mosquito源码,然后得到libmosquitto.so.1 动态库还有mosquito_pub发布程序
https://download.csdn.net/download/qq_36819130/11216158 这个是已经编译好的 其中这个ip是自己服务器的ip这个服务器可以试自己开的一个电脑(注意网络连接方式)也可以是自己的云服务器。
if(mesg.contains("Initing")){process->kill();process->waitForFinished();QStringList args;args << "-h";args << "192.168.134.252";args << "-p";args << "1883";args << "-t";args << "mqtt/temp";args << "-m";args << mesg;process->start("mosquitto_pub", args); //启动该进程,并传入参数argsprocess->waitForStarted();qDebug()<<args<<endl;}
1.5 客户端
我写的是java端,就是开多线程处理了一个ui还有一个信息的收发。这个客户端可以实现多个主题的同时订阅和接受信息需要自己更改
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit; import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttSecurityException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;public class Client { public static final String HOST = "tcp://192.168.1.3:61613"; //设置服务器ippublic static final String TOPIC = "mqtt"; private static final String clientid = "client124"; private MqttClient client; private MqttConnectOptions options; private String userName = "admin";private String passWord = "password";private ScheduledExecutorService scheduler; private void start() { try { // host为主机名,clientid即连接MQTT的客户端ID,一般以唯一标识符表示,MemoryPersistence设置clientid的保存形式,默认为以内存保存 client = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence()); // MQTT的连接设置 options = new MqttConnectOptions(); // 设置是否清空session,这里如果设置为false表示服务器会保留客户端的连接记录,这里设置为true表示每次连接到服务器都以新的身份连接 options.setCleanSession(true); // 设置连接的用户名 options.setUserName(userName); // 设置连接的密码 options.setPassword(passWord.toCharArray()); // 设置超时时间 单位为秒 options.setConnectionTimeout(10); // 设置会话心跳时间 单位为秒 服务器会每隔1.5*20秒的时间向客户端发送个消息判断客户端是否在线,但这个方法并没有重连的机制 options.setKeepAliveInterval(20); // 设置回调 client.setCallback(new PushCallback()); MqttTopic topic = client.getTopic(TOPIC); //setWill方法,如果项目中需要知道客户端是否掉线可以调用该方法。设置最终端口的通知消息 options.setWill(topic, "close".getBytes(), 2, true); client.connect(options); //订阅消息 int[] Qos = {1}; String[] topic1 = {TOPIC}; client.subscribe(topic1, Qos); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } public static void main(String[] args) throws MqttException { Client client = new Client(); client.start(); }
}
回调函数
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.IMqttDeliveryToken;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttCallback;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttMessage; /** * 发布消息的回调类 * * 必须实现MqttCallback的接口并实现对应的相关接口方法CallBack 类将实现 MqttCallBack。 * 每个客户机标识都需要一个回调实例。在此示例中,构造函数传递客户机标识以另存为实例数据。* 在回调中,将它用来标识已经启动了该回调的哪个实例。 * 必须在回调类中实现三个方法: * * public void messageArrived(MqttTopic topic, MqttMessage message)接收已经预订的发布。 * * public void connectionLost(Throwable cause)在断开连接时调用。 * * public void deliveryComplete(MqttDeliveryToken token)) * 接收到已经发布的 QoS 1 或 QoS 2 消息的传递令牌时调用。 * 由 MqttClient.connect 激活此回调。 * */
public class PushCallback implements MqttCallback { public void connectionLost(Throwable cause) { // 连接丢失后,一般在这里面进行重连 System.out.println("连接断开,可以做重连"); } public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {System.out.println("deliveryComplete---------" + token.isComplete()); }public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {// subscribe后得到的消息会执行到这里面 System.out.println("接收消息主题 : " + topic); System.out.println("接收消息Qos : " + message.getQos()); System.out.println("接收消息内容 : " + new String(message.getPayload())); }
}
这基本就是整个实验的步骤,这个实验是利用mqtt来实现的一个温湿度传感系统。
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