如何使用MQTT將嵌入式系統(tǒng)連接到AWS IoT Core

描述

先決條件和假設

作為先決條件，我們應該提到這個項目是為NetBurner 3.x 構建的，這是我們工具和庫的最新版本。這支持 NetBurner 的MOD54415 、MOD54417、NANO54415 、SB800EX和上述MODM7AE70。將這個項目移植回我們工具的早期版本當然是可能的，但它不會像我們在這里布置的那么簡單。

我們假設在開始之前，您已經(jīng)下載并安裝了我們工具的最新版本 (NNDK 3.x)，并且您的模塊已經(jīng)啟動并連接到您的網(wǎng)絡。我們還假設您已從此處的存儲庫下載或克隆源代碼。

如果您不熟悉使用 GitHub，您可以下載 .zip 文件中的存儲庫，或使用此處列出的步驟克隆它。無論您是克隆它還是將 .zip 文件的內(nèi)容提取到您的計算機，您最終都應該得到一個包含兩個名為src和的子文件夾的文件夾html。這些文件夾包含應用程序的代碼。包含它們的文件夾將是我們應用程序的根文件夾。對于我們來說，這個文件夾將是\AwsIotCoreMqttBase，并且它將在本教程的其余部分中用作參考點。

最后，我們建議有一種方法可以通過開發(fā)板查看直接來自您的模塊的串行數(shù)據(jù)。有兩種簡單的方法可以做到這一點。首先，如果您有開發(fā)套件隨附的 USB 轉 micro-USB 電纜，您可以在開發(fā)板上設置跳線配置，以便它既可以向 micro-USB 插孔發(fā)送串行輸出，也可以從 micro-USB 插孔接收電源。或者，您可以將開發(fā)板上的跳線設置為使用 DB9 端口（UART0）進行串行輸出。有關如何在開發(fā)板上配置跳線的更多信息，請參閱開發(fā)板隨附的“快速入門指南”。

如果您的計算機上沒有串口（現(xiàn)在很多都沒有）并且缺少 USB 轉 micro-USB 電纜，您可以使用USB 轉串口適配器來完成工作。這當然假設你有一個 USB 端口。

計劃概覽

我們的應用程序非常簡單，并實現(xiàn)了四個不同的功能：

• 最初設定
• 每 5 秒發(fā)布一次 MQTT 消息
• 訂閱 MQTT 主題以接收傳入消息
• 提供web界面查看最近發(fā)送和接收的消息

我們希望以JSON 格式發(fā)布和接收消息，并在處理 MQTT 負載數(shù)據(jù)時廣泛使用該類。ParsedJsonDataSet

設置 AWS IoT 核心

在設置 AWS IoT“事物”之前，正如他們親切地稱呼的那樣，您需要創(chuàng)建一個 AWS 管理控制臺帳戶。該帳戶本身是免費的（盡管服務定價各不相同，請查看此鏈接以了解有關 IoT Core 的詳細信息），并將為大量不同的 AWS 云服務打開網(wǎng)關。如果您還沒有這樣做，您可以在這里處理。去吧，我們等著。

現(xiàn)在您已經(jīng)正式加入俱樂部，如果您還沒有，請繼續(xù)并登錄您的帳戶。作為旁注，我們將使用我們的根帳戶來避免在教程過程中遇到權限問題。如果您想按照 AWS 推薦的方式執(zhí)行此操作，則必須創(chuàng)建一個輔助用戶帳戶，然后您需要通過 IAM 向該帳戶授予所需的 IoT Core 權限。登錄后，您應該會看到“AWS 管理控制臺”頁面，如圖 1 所示。

從這里您需要導航到 IoT Core 服務。您可以通過使用頁面上的“查找服務”搜索字段來完成此操作，就像我們上面所做的那樣，或者單擊頁面頂部橫幅中的“服務”下拉菜單。

從這里，您將點擊 AWS IoT 登陸屏幕，如上圖 2 所示。這里有一些很棒的信息，我們鼓勵大家在可能的時候四處看看。不過，我們正在執(zhí)行任務，因此我們將繞過它并直接添加設備。單擊“Get Started”按鈕，您應該會看到一個歡迎屏幕，如下圖 3 所示。

在我們可以將我們的設備注冊為“事物”之前，我們需要為它設置一個“策略”。該策略將在注冊過程中分配給我們的“事物”，并將授予它訪問我們將用于發(fā)送和接收消息的 MQTT 主題所需的權限。從左側菜單中，選擇“Secure”，然后選擇“Policies”的子菜單，如下圖 4 所示。這會將您帶到顯示的控制臺，通知我們當前沒有任何策略。

單擊標有“Create a policy”的按鈕，這將帶您進入圖 5 所示的屏幕。

在策略創(chuàng)建頁面中，我們將添加聲明，這些聲明將指示允許連接的設備執(zhí)行的操作。我們將我們的策略命名為“ NBTutorial”，并添加四個聲明，其中包含以下信息。請注意，當您輸入操作時，將自動填充標記為“Resource ARN”的字段。選中“效果”字段下的“允許”，并將每個資源 ARN 的最后一部分“ replaceWithA”替換為星號 (*)。完成后，您應該有以下語句：

請注意，在生產(chǎn)環(huán)境中，您將希望對策略創(chuàng)建更具選擇性（例如，不要在資源 ARN 末尾使用星號）。我們在這里保持非常簡單的方式來啟動球，但我們絕不認可在現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境中使用這些漫不經(jīng)心的政策設置。

輸入后，單擊“創(chuàng)建”。現(xiàn)在是時候注冊我們的“東西”了。

返回左窗格的主菜單，單擊“管理”菜單選項，然后單擊“事物”子菜單。Amazon 友善地提醒我們，我們實際上還沒有任何“東西”，所以現(xiàn)在讓我們通過單擊標記為“Register a thing”的按鈕來處理它，如上圖 7 所示。

這會將我們帶到一個窗口，允許我們注冊一個“事物”或多個“事物”。對于本教程，我們將堅持使用一個，所以請繼續(xù)并單擊標有“創(chuàng)建一個東西”的按鈕。這會將我們帶到圖 8 中所示的屏幕，我們將在其中提供設備的詳細信息。

我們唯一要在這里添加的是“名稱”，我們將其設置為“ NBTutorial”。點擊“下一步”，您將被帶到一個屏幕，您可以在其中選擇如何將您的“事物”與證書相關聯(lián)，這些證書將用于通過 AWS IoT Core 服務對其進行身份驗證。我們將讓亞馬遜在這里為我們做骯臟的工作，所以繼續(xù)并單擊頂部標有“創(chuàng)建證書”的按鈕。

在撰寫本文時，推薦使用他們的證書創(chuàng)建過程，在完成本教程中的所有步驟后，我們可以了解原因。生成證書后，您將進入類似于下面圖 9 所示的屏幕。

旁白：點擊“下一步”后，您可能會收到以下消息：“我們正在為您的帳戶配置設備網(wǎng)關端點。端點準備就緒可能需要幾分鐘時間，之后您可以將設備連接到 AWS IoT、發(fā)布/訂閱主題以及訪問設備影子。在這種情況下，導航回儀表板并單擊“管理”，然后單擊左側窗格中的子菜單項“事物”。你應該看到你注冊的“ NBTutorial”東西在那里等著你。單擊它，然后是將在屏幕左側列出的“安全”菜單項。最后，單擊標有“創(chuàng)建證書”的按鈕繼續(xù)。

在我們繼續(xù)之前，我們需要在這里做一些事情。首先，我們要下載證書和私鑰。我們實際上建議下載所有三個文件（證書文件以及公鑰和私鑰文件）并將它們藏在安全的地方，但您只需要證書和私鑰就可以使用我們的應用程序連接您的設備。現(xiàn)在，我們將把它們放在項目的根目錄中，\AwsIotCoreMqttBase. 適當移動這些后，單擊標有“激活”的按鈕。

最后但同樣重要的是，我們將把我們之前創(chuàng)建的策略附加到我們的設備上。單擊標有“附加策略”的按鈕。這會將您帶到一個屏幕，您可以在該屏幕上將您之前創(chuàng)建的任何策略附加到證書，如下面的圖 10 所示。

因為我們只創(chuàng)建了一個，所以我們應該看到的就是這個。單擊它旁邊的復選框以將其選中，然后單擊最后一個按鈕，“Register Thing”或“Done”（取決于您是否能夠一次性完成注冊）。

成功！如果一切按計劃進行，您應該會回到當前活動“事物”的列表，其中包括我們剛剛創(chuàng)建的事物，如圖 11 所示。

修改、構建和加載應用程序

在這一點上，我們將遠離 AWS，并專注于讓應用程序在您的設備上啟動和運行。

編譯證書和私鑰

還記得我們之前創(chuàng)建的證書和私鑰嗎？是時候把那些壞孩子趕出去了，因為我們要將它們直接編譯到我們的應用程序中。在我們這樣做之前，我們需要將它們變成設備可以真正理解的東西。

在命令行終端上，導航到您存放這些文件的文件夾（\AwsIotCoreMqttBase對我們來說）并運行命令：

compfile privatekey PRIVATE_KEY_LEN privatekey.cpp

替換為您之前下載的私鑰文件的名稱。該文件的格式通常為 - private.pem.key. 如果您在運行時遇到問題compfile，請確保所有 NetBurner 工具的安裝目錄都在您的路徑中。這通常是 \nburn\pcbin.

運行上面的命令創(chuàng)建文件privatekey.cpp，其中包含以數(shù)組形式存儲的私鑰的全部內(nèi)容。該數(shù)組的長度也作為常量存儲在文件中PRIVATE_KEY_LEN。

接下來，使用以下命令對證書執(zhí)行相同操作：

compfile privatekey PRIVATE_KEY_LEN privatekey.cpp

替換為您在上一節(jié)中下載的包含證書的文件。該文件的格式通常為 - certificate.pem.crt. 與上面的命令類似，它生成文件certificate.cpp，該文件定義了一個包含證書數(shù)據(jù)的數(shù)組以及該數(shù)組的長度，該數(shù)組的長度存儲在變量 中CERTIFICATE_LEN。

如果一切順利，您現(xiàn)在將看到兩個新的 C++ 源文件，privatekey.cpp并且certificate.cpp在我們的根目錄中\AwsIotCoreMqttBase，每個文件的大小都大于0. 如果不是，您可能需要重復上述步驟并進行一些故障排除。

此時，讓我們繼續(xù)將新文件移動到我們的\AwsIotCoreMqttBase\src目錄，這將使我們在 NBEclipse 項目的道路上少走一步。說到這，讓我們繼續(xù)前進，現(xiàn)在繼續(xù)。

在 NBEclipse 中創(chuàng)建一個項目

NBEclipse 是 NetBurner 基于 Eclipse 的 IDE，它提供了開發(fā)、構建和部署應用程序到 NetBurner 設備所需的一切。它可以在nburn子文件夾下的 NNDK 安裝目錄（默認情況下）中找到NBEclipse。繼續(xù)并立即啟動該應用程序，并在出現(xiàn)對話框時隨時接受工作空間的默認目錄。

有關在 NBEclipse 中創(chuàng)建項目和開發(fā)應用程序的詳細信息，請參見此處的文檔。但是，我們將繼續(xù)進行簡要概述，以幫助您盡快入門。

我們將使用 Project Wizard 開始并創(chuàng)建我們的項目，使其實際指向我們的根文件夾\AwsIotCoreMqttBase，這將避免我們必須導入任何代碼。為此， File->New->Project從窗口頂部的工具欄導航到 ，如圖 12 所示。

這應該會打開 New Project Wizard，如圖 13 所示。

確保在“NetBurner”選項下選擇了“NetBurner Project”，然后點擊“Next”。這會將您帶到下面圖 14 中所示的窗口。

通常，我們在這里做的唯一一件事就是為項目命名并繼續(xù)。但是，在這種情況下，我們還將取消選中標記為“使用默認位置”的框，然后單擊“瀏覽”按鈕導航到您克隆回購的文件夾。對我們來說，這是\AwsIotCoreMqttBase。確保在標有“工具鏈”的窗口中列出并選擇了“NetBurner 工具鏈”。

從這個窗口點擊“下一步”將帶我們到我們可以選擇我們想要構建的配置的地方。我們希望能夠在“Debug”和“Release”模式下運行應用程序，因此選中選項，然后再次點擊“Next”。

在下一個窗口中，如圖 15 所示，我們可以指定要為哪個平臺構建此應用程序。我們將選擇 MODM7AE70。如果您使用我們的其他平臺之一，請相應地選擇它。如果您的設備已經(jīng)插入并連接到您的網(wǎng)絡，您可以通過點擊標有“搜索”的按鈕繼續(xù)查找它的 IP 地址，然后從屏幕上彈出的列表中選擇它。

如果您的設備未連接，您可以暫時忽略此字段，然后點擊“下一步”按鈕。下一個窗口顯示了一些可以自動添加到應用程序的基本組件，但由于我們使用的是 repo 文件夾中的代碼，我們可以跳過所有這些，只需點擊“完成”。

完成此操作后，您應該會看到您的項目已創(chuàng)建并列在 NBEclipse 左側的“項目資源管理器”選項卡中。您可能會注意到您的項目會自動從右下角的控制臺輸出開始構建。如果我們在項目設置中正確地完成了所有操作并記得移動certificate.cpp和privatekey.cpp到\AwsIotCoreMqttBase\src，那么它應該會成功構建。如果您在 NBEclipse 控制臺窗口的底部看到以下內(nèi)容，您就知道您已準備就緒：

相反，如果您看到錯誤，請\AwsIotCoreMqttBase\src通過驗證所有源文件是否顯示在 src 文件夾下的“項目資源管理器”選項卡中，確保正確映射到項目中列出的 src 文件夾。還要仔細檢查是否也列出了前面部分中生成的證書和私鑰文件。

做一些改變

為了讓我們的設備成功連接到 AWS IoT Core 服務，我們需要對aws_iot_config.h源代碼中的文件進行一些更改。在 NBEclipse 中從項目的 src 文件夾中打開此文件。在此文件的頂部，定義了兩個需要修改的宏。這些是AWS_IOT_MQTT_HOST和AWS_IOT_MQTT_CLIENT_ID。

AWS_IOT_MQTT_HOST ：這是我們需要連接和驗證的端點。要查找此值，請轉到您的 AWS IoT Core 管理控制臺，單擊“管理”，然后單擊左側窗格中的子菜單項“事物”，然后單擊您的“ NBTutorial”注冊的“事物”。在主窗口的左側，您會找到菜單選項列表。其中，單擊“Interact”，這會將您帶到類似于圖 17 中的頁面。

我們正在尋找的值是“HTTPS”標題下列出的令人討厭的長值。復制該值并將其粘貼到您的 aws_iot_config.h 文件中以代替文本。

AWS_IOT_MQTT_CLIENT_ID ：這是您設備的唯一客戶端 ID，對于連接到此端點的每個設備都應該是唯一的。我們選擇無聊并使用我們的 MAC 地址，但您可以隨意想出您喜歡的創(chuàng)意和有趣的東西（只要它是獨一無二的）。如果您也想使用 MAC 地址，可以在模塊條形碼標簽的底部找到它，或者訪問https://discover.netburner.com。無論您選擇什么，將該值復制到aws_iot_config.h文件中的文本上。

當您保存 NBEclipse 項目時，它應該會再次自動構建項目并顯示一條“構建完成”消息，如前所述。如果沒有，您可以通過從 NBEclipse 菜單中進行選擇來手動觸發(fā)構建。Project->Build Project

加載您的應用程序

此時，我們已準備好在設備上加載我們的應用程序。您應該能夠通過選擇從 IDE 的頂部菜單自動設置運行配置Run->Run As->As Neturner Application。有關運行配置的更多詳細信息，請參閱我們的文檔。

如果由于某種原因您的設備在創(chuàng)建過程中未與項目相關聯(lián)，您可以將設備的 IP 地址添加到項目中。通過右鍵單擊“Project Explorer”選項卡中的項目，然后選擇列表最底部的“Properties”選項來執(zhí)行此操作。從那里，從顯示的窗口左側的列表中選擇“NetBurner 選項”，然后在“設備選項”部分下的相應字段中輸入您的設備 IP 地址，如下面的圖 18 所示。同樣，您可以通過以下網(wǎng)址找到您的設備 IP：https://discover.netburner.com/。

可選（和推薦）步驟：當程序成功加載后，您可以通過MTTTY 終端監(jiān)視應用程序的串行輸出。通過將您的開發(fā)板直接連接到您的計算機來執(zhí)行此操作。根據(jù)您的電路板的跳線配置，這將通過 UART0 DB9 端口或微型 USB 插孔完成。如果一切順利，在一些初始初始化和連接信息之后，您應該看到“Publish Success”消息定期滾動，如下圖 19 所示：

測試

現(xiàn)在到了你一直在等待的時刻。是時候使用帶有 NetBurner 模塊的 MQTT 協(xié)議向 AWS IoT Core 服務發(fā)送和接收消息了。對于下一組步驟，我們將需要返回到 AWS IoT Core 管理控制臺。然而，這一次，我們將從左側菜單中選擇“測試”，這會將您帶到類似于圖 20 中所示的控制臺。

我們自稱為天才，巧妙地將用于從 NetBurner 模塊發(fā)布到 AWS 的 MQTT 主題命名為“ NBTutorial/ToAws”。繼續(xù)在“訂閱主題”字段中輸入這個（不帶引號），然后點擊標有“訂閱主題”的按鈕。

如果一切順利并且您的設備正在運行，您應該會看到 MQTT 消息開始顯示在窗口的底部，如圖 21 所示。如果沒有，請返回并查看“可選（和推薦）步驟” ”，并驗證您的設備是否在串行終端中正確初始化 AWS SDK。還要確認端口 8883 未在您的防火墻上被阻止，因為這是 MQTT 的默認端口，限制它會阻止您的 NetBurner 設備與 AWS 通信。最后，驗證我們上面創(chuàng)建的策略中的資源 ARN 是否正確以 (*) 結尾。

接下來我們想看看我們的設備是否已經(jīng)成功訂閱了一個頻道。在同一個 AWS 控制臺中，單擊位于“訂閱”標題下的二級左側菜單中的鏈接“發(fā)布到主題”。我們看到 NetBurner 設備消息傳入的控制臺底部應該被一個名為“Publish”的小框替換。它應該包含主題的文本字段，以及要發(fā)送的消息的文本字段，最后是一個標記為“發(fā)布到主題”的按鈕。這可以在下面的圖 22 中看到。

對于此主題，輸入“ NBTutorial/ToNb”。這很重要，因為它是我們的應用程序希望接收消息的主題。您可以將消息保留為默認值，即“Hello from AWS IoT console”，或者您可以根據(jù)自己的喜好進行修改。但請注意，它遵循 JSON 格式。

填寫完這些字段后，繼續(xù)點擊旁邊的魔法按鈕（“發(fā)布到主題”）。如果您碰巧通過 UART0 直接連接到您的設備，請查找您的消息以顯示在串行終端中，如下面的圖 23 所示。

如果您不喜歡串行終端或沒有串行轉 USB 適配器，您還可以通過 Web 瀏覽器查看設備上發(fā)送和接收的最后一條消息。為此，請打開您選擇的瀏覽器并在頂部的 URL 欄中輸入您設備的 IP 地址。同樣，您可以使用 URL https://discover.netburner.com/ 獲取 IP 地址。將此 IP 地址放入您的瀏覽器將引導您進入一個由 NetBurner 模塊托管的簡單網(wǎng)頁，該網(wǎng)頁顯示最近發(fā)送和接收的消息，如下面的圖 24 所示。

到目前為止，我們已經(jīng)逐步了解了如何開始使用 Amazon 的 AWS IoT Core 托管云服務。為此，我們使用輕量級MQTT消息傳遞協(xié)議和 NetBurner開發(fā)工具包作為物聯(lián)網(wǎng)設備。雖然我們從頭到尾涵蓋了所有基本要求，但我們也忽略了很多關于在 NetBurner 模塊上運行的實際應用程序的內(nèi)容。現(xiàn)在，我們將查看整個應用程序的功能，查看源代碼并近距離接觸執(zhí)行骯臟工作的各個部分。我們已經(jīng)包含了該應用程序的重要部分，但如果您想要真正身臨其境的體驗，您可以在此處找到該項目的 GitHub 存儲庫。

源代碼審查

我們的項目包含幾個源文件、AWS SDK 和一個包含index.html我們在 Web 界面中使用的 html 文件夾。我們將主要關注.cpp直接位于src文件夾中的六個文件（如上圖 25 所示）、它們關聯(lián)的頭文件和一個配置頭文件。以下是對其中每一項的簡要說明：

main.cpp– 這是應用程序的起點。它定義了應用程序名稱AWS IoT Core Base ，并為我們的程序提供了入口點UserMain()。稍后會詳細介紹這一點。

post-record-data.cpp– 此文件包含初始化AWS SDK 的函數(shù)，并處理傳入和傳出 MQTT 消息的處理。

network_netburner.cpp– 此文件包含實現(xiàn)AWS SDK API的網(wǎng)絡接口所需的函數(shù)，并將其綁定到我們的網(wǎng)絡堆棧。這些都與 TLS 網(wǎng)絡連接有關。

timer_netburner.cpp– 此文件包含AWS IoT Core MQTT 客戶端所需的附加功能，并且與用于管理 MQTT 連接的計時器功能相關。

record-data.cpp– 這包含一個小函數(shù)，用于序列化MQTT 消息中使用的 JSON 數(shù)據(jù)。

html-control.cpp– 此文件包含兩個函數(shù)，用于構建顯示最近發(fā)送和接收的 MQTT 消息的 HTML 頁面，如下所示。

aws_iot_config.h– 該文件包含我們連接到服務和發(fā)布/接收消息所需的所有配置常量值。如前所述，您需要將 和 更改AWS_IOT_MQTT_HOST為AWS_IOT_MQTT_CLIENT_ID特定于您的帳戶和環(huán)境的值。

最初設定

讓我們將注意力轉移到應用程序的入口點UserMain()，位于 中main.cpp。在 內(nèi)部，您將看到在我們進入主循環(huán)UserMain()之前或多或少按給定順序調用以下函數(shù)：while()

init()– 此函數(shù)為應用程序設置網(wǎng)絡堆棧，啟動配置服務器，賦予UserMain()正確的任務優(yōu)先級，并設置一些調試細節(jié)。如果您碰巧在申請中忘記了這一點，您很快就會知道。

StartHttp()– 這將啟動設備上的網(wǎng)絡服務器。再簡單不過了。

InitializeAWSSDK()– 這幾乎完全符合您的預期。它設置 AWS SDK 并負責初始 MQTT 設置。我們將在下面更深入地探討這一點。

一切都初始化后，我們將進入我們的主要 while 循環(huán)，您將在其中看到以下代碼：

while (1)
{
    // Post our record data
    PostRecordData();
    // Wait 5 seconds before doing it again
    OSTimeDly(TICKS_PER_SECOND * 5);
}

在真正的嵌入式系統(tǒng)中，我們將無限期地繼續(xù)運行我們的 while() 循環(huán)。每五秒鐘我們將調用PostRecordData()，這將向我們訂閱的 MQTT 主題發(fā)布一條消息，定義如下gTopicNameSend。post-record-data.cpp

初始化適用于 MQTT 的 AWS IoT Core 開發(fā)工具包

如上所述，初始化 AWS SDK for IoT Core 服務發(fā)生在InitializeAWSSDK()，位于post-record-data.cpp.

InitializeAWSSDK()
{
    IoT_Error_t rc = FAILURE;
    IoT_Client_Init_Params mqttInitParams = iotClientInitParamsDefault;
    IoT_Client_Connect_Params connectParams = iotClientConnectParamsDefault;

    iprintf("\nAWS IoT SDK Version %d.%d.%d-%s\n", VERSION_MAJOR, VERSION_MINOR,
    VERSION_PATCH, VERSION_TAG);

    // Set required MQTT parameters
    mqttInitParams.enableAutoReconnect = false;
    mqttInitParams.pHostURL = AWS_IOT_MQTT_HOST;
    mqttInitParams.port = AWS_IOT_MQTT_PORT;
    mqttInitParams.pRootCALocation = "";
    mqttInitParams.pDeviceCertLocation = (char *) certificate;
    mqttInitParams.pDevicePrivateKeyLocation = (char *) privatekey;
    mqttInitParams.mqttCommandTimeout_ms = 30000;
    mqttInitParams.tlsHandshakeTimeout_ms = 10000;
    mqttInitParams.isSSLHostnameVerify = true;
    mqttInitParams.disconnectHandler = nullptr;
    mqttInitParams.disconnectHandlerData = nullptr;

    rc = aws_iot_mqtt_init(&client, &mqttInitParams);
    if (SUCCESS != rc)
    {
        iprintf("aws_iot_mqtt_init returned error : %d ", rc);
        return false;
    }

    connectParams.keepAliveIntervalInSec = 600;
    connectParams.isCleanSession = true;
    connectParams.MQTTVersion = MQTT_3_1_1;
    connectParams.pClientID = AWS_IOT_MQTT_CLIENT_ID;
    connectParams.clientIDLen = (uint16_t) strlen(AWS_IOT_MQTT_CLIENT_ID);
    connectParams.isWillMsgPresent = false;

    iprintf("Connecting...\n");
    rc = aws_iot_mqtt_connect(&client, &connectParams);
    if (SUCCESS != rc)
    {
        iprintf("Error(%d) connecting to %s:%d\n", rc, mqttInitParams.pHostURL, mqttInitParams.port);
        return false;
    }

    rc = aws_iot_mqtt_autoreconnect_set_status(&client, true);
    if (SUCCESS != rc)
    {
        iprintf("Unable to set Auto Reconnect to true - %d\n", rc);
        return false;
    }

    iprintf("Subscribing to topic: %s, %d\n", gTopicNameRec, strlen(gTopicNameRec));
    rc = aws_iot_mqtt_subscribe(&client, (char *) gTopicNameRec, strlen(gTopicNameRec), QOS1, IoTSubscribeCallbackHandler, nullptr);

    if (SUCCESS != rc)
    {
        iprintf("Error subscribing : %d\n", rc);
        return false;
    }

    return true;
}

在函數(shù)頂部附近，您將看到為調用 設置的參數(shù)aws_iot_mqtt_init()。堅持我們提供的價值觀應該沒問題。但是，對于特別好奇的人，您可以從官方 AWS API 文檔here.

假設 MQTT 初始化函數(shù)成功，然后我們將設置我們的連接參數(shù)并將它們傳遞給函數(shù)，aws_iot_mqtt_connet()。您可能猜到了，建立與 AWS IoT Core 服務的連接。同樣，您應該接受我們設置的值，但您可以在此處找到有關這些值代表什么的更多信息。如果我們能夠成功建立一個連接，我們將通過一個aws_iot_mqtt_autoreconnect_set_status()包含 true 參數(shù)的調用來跟進它。如果由于某種原因連接失敗，這將確保我們自動重新連接。

最后，我們通過調用訂閱我們的主題aws_iot_mqtt_subscribe()。我們將訂閱的主題是gTopicNameRec，它定義在 的頂部post-record-data.cpp。我們還傳遞了一個指向接收消息時調用的函數(shù)的指針IoTSubscribeCallbackHandler()。

發(fā)布 MQTT 數(shù)據(jù)

現(xiàn)在我們已經(jīng)建立了與 AWS IoT Core 服務的連接，我們已準備好開始使用 MQTT 協(xié)議發(fā)布消息。正如我們之前提到的，我們將每五秒從我們的UserMain()函數(shù)中發(fā)布一條新消息，并調用PostRecordData()中定義的post-record-data.cpp。

void PostRecordData()
{
    char buffer[200] = { 0 };
    CreateOutMessage(gJsonOut);
    gJsonOut.PrintObjectToBuffer(buffer, 199, false);

    IoT_Publish_Message_Params paramsQOS1;
    paramsQOS1.qos = QOS1;
    paramsQOS1.payload = (void *) buffer;
    paramsQOS1.payloadLen = strlen(buffer);
    paramsQOS1.isRetained = 0;

    IoT_Error_t rc = aws_iot_mqtt_publish(&client, gTopicNameSend, strlen(gTopicNameSend), ?msQOS1);
    if (SUCCESS != rc)
    {
        iprintf("Error publishing : %d\n", rc);
    }
    else
    {
        iprintf("Publish success:\r\n");
        gJsonOut.PrintObject(true);
        iprintf("\r\n");
    }
}

您會注意到我們做的第一件事就是打電話CreateOutMessage()。這將構建我們的 MQTT 有效負載并將其存儲在 中gJsonOut，這是一個ParsedJsonDataSet對象。我們將其保存在全局，以便可以通過我們的模塊提供的網(wǎng)頁來引用和顯示它。記錄的內(nèi)容是消息創(chuàng)建時間的時間戳和每當調用函數(shù)時遞增的靜態(tài) ID。記錄由類定義，并與設備 ID 一起PostRecord序列化。gJsonOutAWS_IOT_MQTT_CLIENT_ID

在我們的有效載荷結構正確的情況下，我們將其轉儲到緩沖區(qū)中，然后再設置我們的 IoT 發(fā)布參數(shù)。

接收 MQTT 消息

如前所述，我們aws_iot_mqtt_subscribe()在初始設置期間致電給我們訂閱了主題gTopicNameRec. 該函數(shù)的參數(shù)之一 為IoTSubscribeCallbackHandler將用于處理傳入消息的函數(shù)提供了處理程序。

void IoTSubscribeCallbackHandler(AWS_IoT_Client *pClient, char *topicName, uint16_t topicNameLen, IoT_Publish_Message_Params *params, void *pData)
{
    iprintf("Received Message:\r\n");
    ParsedJsonDataSet jsonIn = ParsedJsonDataSet((char *) params->payload, (int) params->payloadLen);
    jsonIn.PrintObject(true);
    iprintf("\r\n");

    jsonIn.PrintObjectToBuffer( recJson, 256, true);
}

我們知道函數(shù)的簽名應該是什么，因為 Amazon 非常友好地在他們的API 文檔中為我們提供了很好的細分。該函數(shù)本身非常短，因為我們只是從 MQTT 消息中獲取有效負載數(shù)據(jù)，并使用它來構造一個ParsedJsonDataSet對象。然后我們將該對象的內(nèi)容存儲到緩沖區(qū)中，以便我們可以在網(wǎng)頁上提供它并顯示最后收到的消息是什么。

網(wǎng)頁界面

我們利用 NetBurner 生成動態(tài) Web 內(nèi)容的能力來顯示最近接收和發(fā)布的 MQTT 消息。為此，我們定義了兩個函數(shù)，html-control.cpp它們會在數(shù)據(jù)從設備提供給請求瀏覽器之前將數(shù)據(jù)打印到網(wǎng)頁。這些是PrintOutData()和PrintInData()。

index.html 中特殊格式的注釋會觸發(fā)這些函數(shù)，并且它們具有結構，。這使得通過 Web 界面顯示任何類型的應用程序級數(shù)據(jù)變得非常容易。我們有關于該系統(tǒng)的大量文檔，并包括幾個功能齊全的示例以及我們的 NNDK。

實施 AWS 開發(fā)工具包依賴項

當然，AWS SDK 必須有一種方法可以綁定到 NetBurner 平臺和網(wǎng)絡堆棧中。我們這里使用的SDK提供了兩個接口：網(wǎng)絡接口和定時器接口。如上所述，這些接口的功能分別定義在network_netburner.cpp和timer_netburner.cpp中。

網(wǎng)絡接口提供所有 TLS 功能，用于啟動和關閉安全連接，以及通過這些連接讀取和寫入數(shù)據(jù)。計時器接口提供保持 MQTT 連接活動和啟動所需的超時功能。

在我們連接到 AWS IoT Core 服務并開始發(fā)送和接收 MQTT 消息之前，需要這兩個接口的功能。如果您從一開始就按照說明生成和編譯證書和私鑰，那么應該不需要修改這里實現(xiàn)的功能。

包起來

我們希望您覺得這個項目既有趣又有教育意義。我們在制作過程中玩得很開心，也很想聽聽您的體驗！我們在這里提供了堅實的基礎，但這真的只是這個特定項目的開始。天空是極限，所以出去開始試驗吧！

如果您對深入解釋感興趣，這兩篇Netburner 文章提供了更多信息。