?終于要講一講MQTT應用！

本文應各位大佬邀請，詳細講解Air780EP模組MQTT應用的多個AT命令。

Air780EP是低功耗4G模組之一，支持全系列的AT指令以及LuatOS腳本二次開發(fā)。

一、準備工作

1.1 硬件準備

• 合宙EVB_Air780EP開發(fā)板一套，包括天線、SIM卡；
• USB線
• PC電腦

1.2 軟件準備

• 串口調試工具
  如果沒有準備，推薦使用LLCOM：
• AT固件下載

進入AT固件頁面按下Ctrl+F，搜索AirM2M_780EP_LTE_AT，即可找到Air780EP模塊所使用的AT固件。

本文示例為：

AirM2M_780EP_V1007_LTE_AT版本固件

推薦選用：相關型號固件名稱后面數字版本號最高的最新relase版本進行調試。

二、MQTT應用流程

合宙低功耗4G模塊支持MQTT和MQTT SSl協(xié)議，MQTT應用的基本流程如下：

1. 如果要支持SSL，配置SSL參數
2. 通過TCP連接到MQTT服務器
3. 發(fā)送MQTT CONNECT到服務器，打開會話連接
4. 訂閱或者發(fā)布消息

三、MQTT發(fā)布消息

先來看個正常情況下的AT命令序列，如果不理解AT命令含義，請自行參考AT手冊。

AT+CPIN?

+CPIN: READY //查詢sim卡是否正常

OK

AT+CGATT?

+CGATT: 1

//查詢是否附著上數據網絡，如果返回+CGATT: 0表示未附著上

OK

AT+MCONFIG="866289037465624","user","password"

OK

AT+MIPSTART="lbsmqtt.airm2m.com","1884"

OK

CONNECT OK

AT+MCONNECT=1,60

OK

CONNACK OKAT+MSUB="mqtt/sub_topic",0

OK

SUBACK

AT+MPUB="mqtt/pub_topic",0,0,"publish 0 payload"

OK

AT+MPUB="mqtt/pub_topic",1,0,"publish 1 payload"

OK

PUBACK

AT+MPUB="mqtt/pub_topic",2,0,"publish 2 payload"

OK

PUBREC

PUBCOMP

發(fā)布消息示例演示效果：

?

?

相關注意事項：

01. 發(fā)送MIPSTART命令

收到OK僅僅表示4G模塊開始處理這條命令，并不表示TCP已經連接成功；只有收到CONNECT OK才是成功的應答（其余錯誤應答，參考AT手冊）。

02. 發(fā)送MCONNECT命令

收到OK僅僅表示4G模塊開始處理這條命令，并不表示MQTT已經連接成功；只有收到CONNACK OK才是成功的應答（其余錯誤應答，參考AT手冊）。

03. 發(fā)送MSUB命令

收到OK僅僅表示4G模塊開始處理這條命令，并不表示MQTT已經訂閱成功；只有收到SUBACK才是成功的應答（其余錯誤應答，參考AT手冊）。

04. 發(fā)送MPUB命令

如果QOS不是0，則收到OK僅僅表示4G模塊開始處理這條命令，并不表示MQTT已經發(fā)布成功；只有收到PUBACK（QOS為1時）或者PUBCOMP（QOS為2時）才是成功的應答（其余錯誤應答，參考AT手冊）。

四、MQTT接收消息

先來看下接收到訂閱消息時的AT命令處理序列，如果不理解AT命令含義，請自行參考AT手冊。

AT指令手冊下載鏈接：

https://doc.openluat.com/article/4985

AT+MCONFIG="866289037465624","user","password"

OK

AT+MIPSTART="lbsmqtt.airm2m.com","1884"

OK

CONNECT OK

AT+MCONNECT=1,60

OK

CONNACK OK

AT+MSUB="mqtt/sub_topic",0

OK

SUBACK

AT+MPUB="mqtt/sub_topic",0,0,"123456"

//在mqtt/sub_topic上收到訂閱消息，payload為123456

//默認是直接輸出收到的訂閱消息，不做緩存

+MSUB: "mqtt/sub_topic",6 byte,123456

//設置訂閱消息的處理模式，設置為緩存模式

//接下來收到訂閱消息時，會提示訂閱消息的緩存位置

AT+MQTTMSGSET=1

OK

//在mqtt/sub_topic上收到一條訂閱消息，緩存到位置0

+MSUB: 0

//主動讀取緩存的所有訂閱消息

AT+MQTTMSGGET

+MSUB:mqtt/sub_topic,6 byte,123456

OK

//在mqtt/sub_topic上收到一條訂閱消息，緩存到位置0

+MSUB: 0

//在mqtt/sub_topic上收到一條訂閱消息，緩存到位置1

+MSUB: 1

//主動讀取緩存的所有訂閱消息

AT+MQTTMSGGET

+MSUB:mqtt/sub_topic,6 byte,123456

+MSUB:mqtt/sub_topic,6 byte,123456

OK

接收消息演示效果：

?

?

五、MQTT TCP被動斷開

先來看下連接被動斷開時的AT命令處理序列，如果不理解AT命令含義，請自行參考AT手冊：

AT指令手冊下載鏈接：

https://doc.openluat.com/article/4985

AT+MCONFIG="866289037465624","user","password"

OK

AT+MIPSTART="lbsmqtt.airm2m.com","1884"

OK

CONNECT OK

AT+MCONNECT=1,60

OK

CONNACK OK

CLOSED //此處TCP連接被動斷開

AT+MIPCLOSE

+CME ERROR: 767

//此處無論返回OK、ERROR還是CMEERROR，都直接跳過，不用做正確性判斷

AT+MCONFIG="866289037465624","user","password"

OK

AT+MIPSTART="lbsmqtt.airm2m.com","1884"

OK

CONNECT OK

AT+MCONNECT=1,60

OK

CONNACK OK

六、MQTT PDP被動去激活

先來看下PDP被動去激活時的AT命令處理序列，如果不理解AT命令含義，請自行參考AT手冊。

AT指令手冊下載鏈接：

https://doc.openluat.com/article/4985

AT+MCONFIG="866289037465624","user","password"

OK

AT+MIPSTART="lbsmqtt.airm2m.com","1884"

OK

CONNECT OK

AT+MCONNECT=1,60

OK

CONNACK OK

+CGEV: NW PDN DEACT 1

//此處PDP被動去激活

AT+MIPCLOSE

OK

//此處無論返回OK、ERROR還是CME ERROR，都直接跳過，不用做正確性判斷

AT+MCONFIG="866289037465624","user","password"

OK

AT+MIPSTART="lbsmqtt.airm2m.com","1884"

OK

CONNECT OK

AT+MCONNECT=1,60

OK

CONNACK OK

七、SSL帶證書驗證流程【單向認證】

先來看下SSL帶證書驗證（單向認證）時的AT命令處理序列，如果不理解AT命令含義，請自行參考AT手冊。

AT指令手冊下載鏈接：

https://doc.openluat.com/article/4985

AT+CGATT?

+CGATT: 1

OK

AT+FSCREATE="ca.crt"http://創(chuàng)建CA證書文件

OK

AT+FSWRITE="ca.crt",0,1212,15

//1212是證書文件長度，15為超時時間，這里是舉例說明，請?zhí)钊雽嶋H數據，不要照抄 >

//此處填寫證書數據

OK

AT+SSLCFG="cacert",88,"ca.crt"

//設置CA證書文件為ca.crt

OK

AT+SSLCFG="seclevel",88,1

//1表示設置認證模式為只對服務器認證

OK

AT+MCONFIG="868488076506128","user","password"

//這三個參數可以不加雙引號，第一個參數需要開發(fā)者自己設置

//后兩個參數可以不填，格式為:

AT+MCONFIG="868488076506128","",""

OK

AT+SSLMIPSTART="airtest.openluat.com",8883

//開發(fā)者請修改為自己的服務器地址和端口

OK

CONNECT OK

AT+MCONNECT=1,60

//在MIPSTART返回CONNECT OK后才能發(fā)MCONNECT命令

//而且要立即發(fā)，否則會被服務器踢掉

OK

CONNACK OK

--后面發(fā)布和接收與前面一樣，直接參考

八、SSL帶證書驗證流程【雙向認證】

先來看下SSL帶證書驗證（雙向認證）時的AT命令處理序列，如果不理解AT命令含義，請自行參考AT手冊。

AT指令手冊下載鏈接：

https://doc.openluat.com/article/4985

AT+CGATT?

+CGATT: 1

OK

AT+FSCREATE="ca.crt" //創(chuàng)建CA證書文件

OK

AT+FSWRITE="ca.crt",0,1212,15

//1212是證書文件長度，15為超時時間，這里是舉例說明，請?zhí)钊雽嶋H數據，不要照抄 >

//此處填寫證書數據

OK

AT+FSCREATE="client.crt"

//創(chuàng)建客戶端證書文件

OK

AT+FSWRITE="client.crt",0,1127,15 >

//此處填寫證書數據

OK

AT+FSCREATE="client.key"

//創(chuàng)建客戶端key文件

OK

AT+FSWRITE="client.key",0,1679,15 >

//此處填寫證書數據

OK

AT+SSLCFG="cacert",88,"ca.crt"

//設置CA證書文件為ca.crt

OK

AT+SSLCFG="clientcert",88,"client.crt"

//設置客戶端證書文件為client.crt

OK

AT+SSLCFG="clientkey",88,"client.key"

//設置客戶端密鑰文件為client.key

OK

AT+SSLCFG="seclevel",88,2

//設置認證模式為雙向認證

OK

AT+MCONFIG="868488076506128","user","password"

//這三個參數可以不加雙引號，第一個參數需要開發(fā)者自己設置

//后兩個參數可以不填，格式為:

AT+MCONFIG="868488076506128","",""

OK

AT+SSLMIPSTART="airtest.openluat.com",8883

//開發(fā)者請修改為自己的服務器地址和端口

OK

CONNECT OK

AT+MCONNECT=1,60

//在MIPSTART返回CONNECT OK后才能發(fā)MCONNECT命令

//而且要立即發(fā)，否則會被服務器踢掉

OK

CONNACK OK

--后面發(fā)布和接收與前面一樣，直接參考

九、常見問題Q&A

以下針對客戶朋友們實際應用中的反饋，整理了MQTT應用中的常見問題：

01. MQTT支持多連接嗎？

目前MQTT僅支持單連接，不支持多連接。

02. MQTT的遺囑如何使用？

通過AT+MCONFIG命令可以設置遺囑的qos、retain標志、topic、payload。

在如下（包含但不僅限于）情況下，服務器會主動發(fā)布遺囑消息到訂閱的客戶端：

• 模塊和服務器通信異常（例如：模塊突然關機、模塊進入了一個沒有網絡信號的環(huán)境等）超過1.5倍（一般是1.5倍，但不排除服務器可以修改這個時間）的keep alive時間（可以通過AT+MCONNECT設置keep alive時間）；
• 模塊主動執(zhí)行AT+MDISCONNECT，或者AT+MIPCLOSE。

曾經有用戶碰到過如下問題：

模塊設置了遺囑topic為/will_topic，遺囑payload為offline，keep alive時間為5分鐘，模塊關機后，等待2分鐘。

在等待的2分鐘內，其他訂閱了/will_topic的客戶端沒有收到遺囑消息（這是正常的，因為還沒有到達1.5倍的keep alive時間）。

2分鐘后，模塊開機MQTT重連成功后，其他客戶端卻收到了遺囑消息。這是什么原因呢？

這部分機制是服務器端設計的，和模塊無關。個人認為：服務器端仍然在維持2分鐘前的那個MQTT連接，現(xiàn)在模塊開機，用同樣的client id重連后，會斷開之前維護的相同client id的MQTT連接。斷開時，就發(fā)布了一次遺囑消息。

那這種問題，如何解決呢？

模塊可以在AT+MCONNECT返回CONNACK OK之后，通過AT+MPUB一個topic為/will_topic，payload為online的消息，這樣訂閱了遺囑topic的其他客戶端，就會收到這個online消息。

03. 重試多次PDP，MQTT應用一直連接失??？

如果重試多次PDP激活，PDP一直激活失敗，或者MQTT一直連接失敗，則嘗試使用如下手段恢復：

• 使用RESET引腳復位模塊；
• 極端情況下，直接給模塊斷電，再上電，POWER KEY引腳拉低開機。

04. MPUB命令中，payload包含"如何發(fā)送？

• 消息中內嵌的雙引號請用22表達；
• 控制字符 r(0x0D)請用?D表達；
• 控制字符n(0x0A)請用?A表達；
• 如果是MCU發(fā)消息，請用22，?D，?A來表達，即需要轉義成。

05. 連接服務器失敗

• 檢查模塊信號、網絡注冊、網絡附著、PDP激活狀態(tài)；
• 檢查SIM卡是否欠費；
• 使用mqtt.fx，連接服務器確認是否可以連接成功，排除服務器故障；
• 部分國外的開源項目提供免費的MQTT代理服務器，因為網絡的原因，國內存在嚴重的延遲或者丟包現(xiàn)象，導致程序運行出現(xiàn)問題，此現(xiàn)象在AT開發(fā)時影響嚴重；
• 確認是不是域名解析失敗導致，可以通過AT+CDNSGIP=確認域名是否能正常解析（注意：該命令只有在執(zhí)行完at+cstt、at+ciicr、at+cifsr后才能正常工作）。
  如不能正常解析，可以通過AT+CDNSCFG=ip1,ip2設置域名解析服務器。
• 在MIPSTART /SSLMIPSTART返回CONNECT OK后，才能發(fā)MCONNECT命令，而且要立即發(fā)，否則會被服務器踢掉。

06. 數據接收緩存問題

不緩存：

通過AT+MQTTMSGSET=0設置；收到訂閱的publish報文后，立即通過AT口輸出主題、payload長度、payload內容，每個報文中支持的payload內容最長4100字節(jié)。

內存緩存：

通過AT+MQTTMSGSET=1設置；內存中有一個緩存表，一條消息最多4kb，最多支持緩存4條publish報文；收到訂閱的publish報文后，插入緩沖表中的空閑位置，然后通過AT口輸出存儲位置；緩存表滿之后，新收到的publish報文會覆蓋最舊的publish報文。

注意事項：

緩存表位于內存中，斷電或者重啟后，緩存表中的數據會被清空；建議收到數據時，通過AT+MQTTMSGGET及時讀取出來，以防緩沖區(qū)滿覆蓋丟失數據。

07. 數據發(fā)送問題

AT+MPUB最大publish 4100字節(jié),AT+MPUBEX長度取值范圍1-4100。

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