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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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