Python通过MQTT接入示例

概述 #

本文以Python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。

说明：

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 #

已安装python，若未安装请参考安装python。
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 #

安装python

访问python官网，选择合适系统的版本下载并安装。（本文以windows系统为例，安装python3.8.2）。
下载完成后，运行exe文件进行安装。
勾选“Add python 3.8 to PAYTH”（如无勾选，需手动配置环境变量），单击“Customize installation”，按照界面提示安装。
检查python是否安装成功。Win键 + r –>输入 cmd–>回车，进入命令行窗口，输入python –V，回车后显示python版本即表示安装成功。

完整代码 #

# -*- coding: utf-8 -*-

import paho.mqtt.client as mqtt
import json
import threading

# MQTT 服务器地址
MQTT_BROKER = "iot.modbus.cn"
# MQTT 端口号
MQTT_PORT = 1883
# MQTT 客户端 ID
MQTT_CLIENT_ID = "4QR8TZ9ThuL4G"
# MQTT 用户名
MQTT_USERNAME = "ceshi"
# MQTT 密码
MQTT_PASSWORD = "Abc123456"
# 订阅的主题
MQTT_TOPIC_SUBSCRIBE = "/server/coo/4QR8TZ9ThuL4G"
# 发布的主题
MQTT_TOPIC_PUBLISH = "/dev/coo/4QR8TZ9ThuL4G"

# 创建 MQTT 客户端
client = mqtt.Client(client_id=MQTT_CLIENT_ID)
client.username_pw_set(MQTT_USERNAME, MQTT_PASSWORD)

# 连接成功回调函数
def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print("Connected with result code " + str(rc))
    # 订阅主题
    client.subscribe(MQTT_TOPIC_SUBSCRIBE)

# 接收消息回调函数
def on_message(client, userdata, msg):
    print("Received message: " + msg.topic + " " + msg.payload.decode())

# 发布消息
def publish_message(client, topic, payload):
    client.publish(topic, payload)

# 心跳函数
def send_heartbeat():
    print("Sending heartbeat")
    # 发送心跳消息
    publish_message(client, MQTT_TOPIC_PUBLISH, "heartbeat")
    # 定时调用自身
    threading.Timer(60, send_heartbeat).start()

# 定时上报函数
def report_data():
    print("Reporting data")
    # 待上报的数据
    message = [
        {"sensor_device_id": 1, "port_id": 1, "sdata": 33},
        {"sensor_device_id": 1, "port_id": 2, "sdata": 60}
    ]
    payload = json.dumps(message)
    # 发布数据
    publish_message(client, MQTT_TOPIC_PUBLISH, payload)
    # 定时调用自身
    threading.Timer(10, report_data).start()

# 设置回调函数
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

# 连接 MQTT 服务器
client.connect(MQTT_BROKER, MQTT_PORT, 60)

# 启动心跳定时器
send_heartbeat()

# 启动定时上报定时器
report_data()

# 循环监听消息
client.loop_forever()

备注：从设备地址是sensor_device_id ，寄存器是port_id，数据数值是Sdata ，具体稍后有具体说明。

MQTT基本信息

Topic	权限	说明
Broker Address	iot.modbus.cn	MQTT地址
Broker Port	1883	MQTT端口号
Client ID	4QR8TZ9ThuL4G	设备号SN(请替换为自己的）

MQTT账号密码

Topic	权限	说明
User Name	ceshi	用户账户
Password	123456	用户密码

MQTT 主题一览 #

Modbus物联网平台作为物联网 PaaS 云平台，对设备 MQTT 接入提供了内置的访问协议规范，让设备和云平台的消息通信更加有章可循，大大简化了物联网项目的开发难度，缩短了产品的开发周期。

不同于普通的 MQTT 使用方式，我们提供了标准的内置主题，这足以实现绝大多数的物联网应用场景。

Topic	权限	说明
/dev/coo/4QR8TZ9ThuL4G	发布	上行通信：设备通过该Topic向物联网平台发送消息。
/server/coo/4QR8TZ9ThuL4G	订阅	下行通信：设备通过订阅该Topic，获取从物联网平台下发的消息。

4QR8TZ9ThuL4G为示例设备号SN，请替换为自己的！

详解介绍 #

导入必要的库和模块：

pythonCopy code
import paho.mqtt.client as mqtt
import json
import threading

此外，请确保您已经安装了paho-mqtt库。您可以使用以下命令安装它：

pip install paho-mqtt

定义 MQTT 相关的参数：

pythonCopy code
MQTT_BROKER = "cloud.modbus.cn"
MQTT_PORT = 1883
MQTT_CLIENT_ID = "4QR8TZ9ThuL4G"
MQTT_USERNAME = "ceshi"
MQTT_PASSWORD = "Abc123456"
MQTT_TOPIC_SUBSCRIBE = "/server/coo/4QR8TZ9ThuL4G"
MQTT_TOPIC_PUBLISH = "/dev/coo/4QR8TZ9ThuL4G"

创建 MQTT 客户端：

pythonCopy code
client = mqtt.Client(client_id=MQTT_CLIENT_ID)
client.username_pw_set(MQTT_USERNAME, MQTT_PASSWORD)

定义连接成功的回调函数：

pythonCopy code
def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print("Connected with result code " + str(rc))
    client.subscribe(MQTT_TOPIC_SUBSCRIBE)

定义接收消息的回调函数：

pythonCopy code
def on_message(client, userdata, msg):
    print("Received message: " + msg.topic + " " + msg.payload.decode())

定义发布消息的函数：

pythonCopy code
def publish_message(client, topic, payload):
    client.publish(topic, payload)

定义心跳函数：

pythonCopy code
def send_heartbeat():
    print("Sending heartbeat")
    publish_message(client, MQTT_TOPIC_PUBLISH, "heartbeat")
    threading.Timer(60, send_heartbeat).start()

定义定时上报函数：

pythonCopy code
def report_data():
    print("Reporting data")
    message = [
        {"sensor_device_id": 1, "port_id": 1, "sdata": 33},
        {"sensor_device_id": 1, "port_id": 2, "sdata": 60}
    ]
    payload = json.dumps(message)
    publish_message(client, MQTT_TOPIC_PUBLISH, payload)
    threading.Timer(10, report_data).start()

设置客户端的连接成功和消息接收的回调函数：

pythonCopy code
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

连接 MQTT 服务器：

pythonCopy code
client.connect(MQTT_BROKER, MQTT_PORT, 60)

启动心跳定时器：

pythonCopy code
send_heartbeat()

启动定时上报定时器：

pythonCopy code
report_data()

进入消息监听循环：

pythonCopy code
client.loop_forever()

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