--- title: "Porting MQTT protocol to STM32 and W5500, Ali Cloud" url: "https://maker.wiznet.io/gemma/projects/porting-mqtt-protocol-to-stm32-and-w5500%2C-ali-cloud/" markdown_url: "https://maker.wiznet.io/gemma/projects/porting-mqtt-protocol-to-stm32-and-w5500%2C-ali-cloud/md" type: "UCC: User Created Content" author: "乌冬Nymo" author_url: "https://blog.csdn.net/qq_41655062/article/details/105181398" editor: "WIZnet" editor_url: "https://maker.wiznet.io/" original_author: "乌冬Nymo" original_url: "https://blog.csdn.net/qq_41655062/article/details/105181398" published: "2022-08-30" language: "en" hardware: ["WIZnet W5500"] likes: 4 views: 1008 comments: 1 source: "WIZnet Makers (https://maker.wiznet.io/)" --- # Porting MQTT protocol to STM32 and W5500, Ali Cloud > STM32上移植MQTT协议使用W5500以太网芯片连接阿 The MQTT protocol is transplanted on the STM32 and the W5500 Ethernet chip is used to connect to Alibaba Cloud Original author: 乌冬Nymo (source: https://blog.csdn.net/qq_41655062/article/details/105181398) ## Components - **WIZnet W5500** x 1 ([docs](https://docs.wiznet.io/Product/Chip/Ethernet/W5500)) - Software: **Eclipse Paho MQTT** ([docs](https://www.eclipse.org/paho/)) WIZnet parts: W5500 ([Datasheet](https://docs.wiznet.io/Product/Chip/Ethernet/W5500/datasheet?utm_source=maker&utm_medium=project&utm_campaign=w5500), [product hub](https://maker.wiznet.io/products/w5500/)) ## Article ## STM32上移植MQTT协议使用W5500以太网芯片连接阿里云 **前言** 有机会做这次项目很开心，学到了很多东西，但刚开始的时候是真的从零开始，网上找的资料都大相径庭，很多代码都有问题，而且把别人做的模块一个个移植实在是很麻烦，为了不让后来需要做类似这个物联网项目的大家走歪路，我尽可能的把我这次做项目的核心事务说清楚，个人能力有限，有错的地方麻烦轻喷和指教，谢谢各位。 **正题** 首先先把要做什么搞清楚，顾名思义，本次项目内容即： ①把MQTT协议移植到stm32上； ②通过W5500以太网芯片，用网线连接至本地路由； ③由stm32本地网口连接到阿里云 使用到的工具：Keil5、pahoMqtt包、stm32f103RCT6、W5500、网线*1 调试工具：485通信usart口串口通信、串口调试助手、通信猫、阿里云、MQTTfx、MQTTBOX（当然如果不使用串口，单步Debug也是可以，我当时就这样，搞的我快崩溃了，最后还是弄了串口方便很多，也很简单） 学习资料:这边安利和推广一下B站上一个叫橙子的up主，他做的视频挺好的，很适合萌新上手，视频看看能明白很多东西； 友情链接：stm32 mqtt移植 如果有违权的地方麻烦友情提醒一下，方便我删除。 进入正题，MQTT协议，硬件部分不多说。 首先是下载Mqtt包，可以上github上下载，很多其他mqtt移植的博文都有链接，不过这里也贴一下； 友情链接：PahoMqtt-Github下载 下载后解压，把\paho.mqtt.embedded-c-master\MQTTPacket\src下的所有源文件导入到你的工程项目中，然后导入src所有的头文件路径，最后再把/sample下的transport.c、.h也导入； 这样首先第一步移植就成功了，很多人说transport.c里面有很多函数是Linux下编译的，所以用不了，那必然是用不了的2333，我们要做的事情就是重写transport.c和transport.h文件里的函数。主要有 transport_sendPacketBuffer //发送数据包到服务器 transport_getdata //从服务器获取数据 transport_open // 创建socket，绑定、连接等 transport_close // 关闭socket 这四个函数； 后续要Connect、Pub、Sub、Disconnect，都是基于这四个函数，以及一些MQTT_Package里头自带的一些不需要你写的函数； 最最重要的是搞清楚MQTT协议的工作方式，才能把功能实现，无论你是用一些常用的比如SIM800C、8266、Lora、W5500之类的通信途径，都是大同小异的； 工作方式：具体的几个名词不细讲。本地作为客户端连接到服务器，服务器作为Broker，你可以向Broker订阅话题，也可以向Broker发布话题，同样Broker作为服务器也可以对你Pub和Sub，宏观来看，是对等的； 首先你要有服务器的域名或者IP，只有域名就得做DNS解析，有IP直接IP连，端口号视你要连的服务器规定，阿里云就是固定的1883，通信猫18831之类的，在连接阿里云之前，建议把连接通信猫作为实验调通了作为练手； 连接时，有以下几个参数： data.clientID.cstring // 客户端ID data.keepAliveInterval //心跳时长，所谓心跳就是等待时间，阿里云规定要//大于60，否则拒绝连接 data.cleansession// 清除位，默认1 data.username.cstring//用户名 data.password.cstring//密码 data.MQTTVersion //规定版本号，比如Viersion4，连接阿里云，透传 关于Qos不细说； 连接阿里云的具体过程：发出连接报文>收到CONNACK(云确认到你的连接的回执）>订阅>收到SUBACK，返回Qos>不断Read做轮询，该干什么干什么，比如Pub、心跳以及等待云端Pub； 阿里云规定Pub和Sub的报文格式为Json格式，因此在Pub和在Sub解析的时候都要注意Json格式是否符合，网上有很多在线检测 很重要的一点，自带的Socket库里头的read都是阻塞的，如果你需要同时（近似）Pub和Sub，需修改成非阻塞的； 核心代码 下面贴上核心代码。 ———————————————— 版权声明：本文为CSDN博主「乌冬Nymo」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。 原文链接：https://blog.csdn.net/qq_41655062/article/details/105181398 ```plaintext /** *@Todo: Send data to the server via tcp */ int transport_sendPacketBuffer(unsigned char* buf, int buflen) { return send(SOCK_TCPS,buf,buflen); } /** *@Todo: Receiving data sent by tcp server in blocking mode */ int transport_getdata(unsigned char* buf, int count) { return recv(SOCK_TCPS,buf,count); } /** *@Todo: Open a socket and connect to the server *@retval less than means fail */ int transport_open(void){ int32_t ret; //New socket ret = socket(1, Sn_MR_TCP,2001, 0x00); if(ret != SOCK_TCPS){ printf("%d:Socket Error\r\n",SOCK_TCPS); while(1); }else{ printf("%d:Opened\r\n",SOCK_TCPS); } //Connect to TCP server ret = connect(SOCK_TCPS,domain_ip,1883); if(ret != SOCK_OK){ printf("%d:Socket Connect Error\r\n",SOCK_TCPS); //while(1); }else{ printf("%d:Connected\r\n",SOCK_TCPS); } return 0; } /** *@Todo: Close Socket */ int transport_close(void) { disconnect(SOCK_TCPS); close(SOCK_TCPS); return 0; } /***************************The above are the basic four functions***************** *******/ while(1){ timeh++; if(connect_flag == 1&&timeh==1000) { // Json format, data is released according to variables defined in Ailiyun, payload is the payload Ua = 56.7 -rand()%10+1; Ub = 34.8 -rand()%10+1; Uc = 69.2 -rand()%10+1; sprintf((char*)payload_out,"{\"params\":{\"nUa\":+%0.1f,\"Ub\":+%0.1f,\"Uc\":+%0.1f},\"method\":\"thing.event.property.post\"}",Ua,Ub,Uc); payload_out_len = strlen((char*)payload_out); topicString.cstring = topic_pub_set_info; //Publish push topic len = MQTTSerialize_publish(buf, buflen, 0, req_qos, retained, msgid, topicString, payload_out, payload_out_len); rc = transport_sendPacketBuffer(buf, len); if(rc == len) // printf("send PUBLISH Successfully\r\n"); // The length of the sent out and the received back are the same, which means the release is ok } if(timeh>=1000) timeh = 0; switch(msgtypes) { case CONNECT: len = MQTTSerialize_connect(buf, buflen, &data); //Send connection information rc = transport_sendPacketBuffer(buf, len); //Send connection information if(rc == len){ // printf("send CONNECT Successfully\r\n"); } else{ msgtypes = CONNECT; continue; } break; case CONNACK: if(MQTTDeserialize_connack(&sessionPresent, &connack_rc,buf, buflen)) //Retract the execution { printf("MQTT is conncet OK!\r\n"); //Receipt of receipt, connection is successful connect_flag = 1; msgtypes = SUBSCRIBE; //Subscription operation } else { printf("Unable to connect, return code %d\r\n", connack_rc); //failure } break; case SUBSCRIBE: topicString.cstring = topic_sub_set_info; len = MQTTSerialize_subscribe(buf, buflen, 0, msgid, 1, &topicString, &req_qos); rc = transport_sendPacketBuffer(buf, len); if(rc == len){ goto tt; } else { continue; } break; case SUBACK: rc = MQTTDeserialize_suback(&submsgid, 1, &subcount, &granted_qos,buf, buflen); //Subscription is successful QoS printf("granted qos is %d\r\n", granted_qos); if (granted_qos != 0) //goto exit; printf("Get qos"); break; case PUBLISH: rc = MQTTDeserialize_publish(&dup, &qos, &retained, &msgid, &receivedTopic,&payload_in, &payloadlen_in, (unsigned char*)buf, buflen); //Receive server message printf("message arrived : %s\r\n", payload_in); json = cJSON_Parse((char *)payload_in); //Analyze the data packet if (!json) { printf("Error before: [%s]\r\n",cJSON_GetErrorPtr()); } else { json_id = cJSON_GetObjectItem(json , "id"); if(json_id->type == cJSON_String) { printf("id:%s\r\n", json_id->valuestring); } json_params = cJSON_GetObjectItem(json , "params"); if(json_params) { if(cJSON_GetObjectItem(json_params, "LEDSwitch")) { } if(cJSON_GetObjectItem(json_params, "p2")) { } } } cJSON_Delete(json); //Free up space if(qos == 1) { printf("publish qos is 1,send publish ack.\r\n"); // memset(buf,0,buflen); len = MQTTSerialize_ack(buf,buflen,PUBACK,dup,msgid); //publish ack rc = transport_sendPacketBuffer(buf, len); if(rc == len) printf("send PUBACK Successfully\r\n"); else printf("send PUBACK failed\r\n"); } break; case PUBACK: printf("PUBACK!\r\n"); break; case PUBREC: printf("PUBREC!\r\n"); //just for qos2 USART2_sendbyte(12); break; case PUBREL: printf("PUBREL!\r\n"); //just for qos2 break; case PUBCOMP: printf("PUBCOMP!\r\n"); //just for qos2 break; case PINGREQ: len = MQTTSerialize_pingreq(buf, buflen); rc = transport_sendPacketBuffer(buf, len); break; case PINGRESP: printf("mqtt server Pong\r\n"); msgtypes = PINGREQ; break; default: break; } if(msgtypes!=SUBSCRIBE){ tt: rc=MQTTPacket_read(buf, buflen, transport_getdata); Polling, corresponding processing according to the received receipt if(rc >0) //If you receive the correct, existing receipt, then enter the corresponding state { msgtypes = rc; }else msgtypes=PINGREQ; } } exit: transport_close(); ``` MQTT通信部分使用了以上的状态机，其实大部分代码网上都有，但是都不是完全正确，而且根据每个人情况不同，代码的理解也不同。 结论 写着写着感觉文字有点多…不太会写文章，大家有问题还是问吧，如果有看见会回答的，我个人认为这个项目大家没必要去花钱买资料看，网上可以白嫖的很多的，从0开始确实很艰辛…我也是花了几天时间去搞明白，最重要的是要理解，盲目的肝代码莫得用处（对自己说的…） ———————————————— 版权声明：本文为CSDN博主「乌冬Nymo」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。 原文链接：https://blog.csdn.net/qq_41655062/article/details/105181398 --- Source: https://maker.wiznet.io/gemma/projects/porting-mqtt-protocol-to-stm32-and-w5500%2C-ali-cloud/