?終于要講一講MQTT應(yīng)用！

本文應(yīng)各位大佬邀請(qǐng)，詳細(xì)講解Air780EP模組MQTT應(yīng)用的多個(gè)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(kāi)發(fā)。

一、準(zhǔn)備工作

1.1 硬件準(zhǔn)備

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

1.2 軟件準(zhǔn)備

• 串口調(diào)試工具
  如果沒(méi)有準(zhǔn)備，推薦使用LLCOM：
• AT固件下載

進(jìn)入AT固件頁(yè)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(guān)型號(hào)固件名稱后面數(shù)字版本號(hào)最高的最新relase版本進(jìn)行調(diào)試。

二、MQTT應(yīng)用流程

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

1. 如果要支持SSL，配置SSL參數(shù)
2. 通過(guò)TCP連接到MQTT服務(wù)器
3. 發(fā)送MQTT CONNECT到服務(wù)器，打開(kāi)會(huì)話連接
4. 訂閱或者發(fā)布消息

三、MQTT發(fā)布消息

先來(lái)看個(gè)正常情況下的AT命令序列，如果不理解AT命令含義，請(qǐng)自行參考AT手冊(cè)。

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(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，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(guān)注意事項(xiàng)：

01. 發(fā)送MIPSTART命令

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

02. 發(fā)送MCONNECT命令

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

03. 發(fā)送MSUB命令

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

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(kāi)始處理這條命令，并不表示MQTT已經(jīng)發(fā)布成功；只有收到PUBACK（QOS為1時(shí)）或者PUBCOMP（QOS為2時(shí)）才是成功的應(yīng)答（其余錯(cuò)誤應(yīng)答，參考AT手冊(cè)）。

四、MQTT接收消息

先來(lái)看下接收到訂閱消息時(shí)的AT命令處理序列，如果不理解AT命令含義，請(qǐng)自行參考AT手冊(cè)。

AT指令手冊(cè)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(rèn)是直接輸出收到的訂閱消息，不做緩存

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

//設(shè)置訂閱消息的處理模式，設(shè)置為緩存模式

//接下來(lái)收到訂閱消息時(shí)，會(huì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)斷開(kāi)

先來(lái)看下連接被動(dòng)斷開(kāi)時(shí)的AT命令處理序列，如果不理解AT命令含義，請(qǐng)自行參考AT手冊(cè)：

AT指令手冊(cè)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(dòng)斷開(kāi)

AT+MIPCLOSE

+CME ERROR: 767

//此處無(wú)論返回OK、ERROR還是CMEERROR，都直接跳過(guò)，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(dòng)去激活

先來(lái)看下PDP被動(dòng)去激活時(shí)的AT命令處理序列，如果不理解AT命令含義，請(qǐng)自行參考AT手冊(cè)。

AT指令手冊(cè)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(dòng)去激活

AT+MIPCLOSE

OK

//此處無(wú)論返回OK、ERROR還是CME ERROR，都直接跳過(guò)，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(shū)驗(yàn)證流程【單向認(rèn)證】

先來(lái)看下SSL帶證書(shū)驗(yàn)證（單向認(rèn)證）時(shí)的AT命令處理序列，如果不理解AT命令含義，請(qǐng)自行參考AT手冊(cè)。

AT指令手冊(cè)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(shū)文件

OK

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

//1212是證書(shū)文件長(zhǎng)度，15為超時(shí)時(shí)間，這里是舉例說(shuō)明，請(qǐng)?zhí)钊雽?shí)際數(shù)據(jù)，不要照抄 >

//此處填寫(xiě)證書(shū)數(shù)據(jù)

OK

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

//設(shè)置CA證書(shū)文件為ca.crt

OK

AT+SSLCFG="seclevel",88,1

//1表示設(shè)置認(rèn)證模式為只對(duì)服務(wù)器認(rèn)證

OK

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

//這三個(gè)參數(shù)可以不加雙引號(hào)，第一個(gè)參數(shù)需要開(kāi)發(fā)者自己設(shè)置

//后兩個(gè)參數(shù)可以不填，格式為:

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

OK

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

//開(kāi)發(fā)者請(qǐng)修改為自己的服務(wù)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(huì)被服務(wù)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(shū)驗(yàn)證流程【雙向認(rèn)證】

先來(lái)看下SSL帶證書(shū)驗(yàn)證（雙向認(rèn)證）時(shí)的AT命令處理序列，如果不理解AT命令含義，請(qǐng)自行參考AT手冊(cè)。

AT指令手冊(cè)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(shū)文件

OK

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

//1212是證書(shū)文件長(zhǎng)度，15為超時(shí)時(shí)間，這里是舉例說(shuō)明，請(qǐng)?zhí)钊雽?shí)際數(shù)據(jù)，不要照抄 >

//此處填寫(xiě)證書(shū)數(shù)據(jù)

OK

AT+FSCREATE="client.crt"

//創(chuàng)建客戶端證書(shū)文件

OK

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

//此處填寫(xiě)證書(shū)數(shù)據(jù)

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(xiě)證書(shū)數(shù)據(jù)

OK

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

//設(shè)置CA證書(shū)文件為ca.crt

OK

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

//設(shè)置客戶端證書(shū)文件為client.crt

OK

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

//設(shè)置客戶端密鑰文件為client.key

OK

AT+SSLCFG="seclevel",88,2

//設(shè)置認(rèn)證模式為雙向認(rèn)證

OK

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

//這三個(gè)參數(shù)可以不加雙引號(hào)，第一個(gè)參數(shù)需要開(kāi)發(fā)者自己設(shè)置

//后兩個(gè)參數(shù)可以不填，格式為:

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

OK

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

//開(kāi)發(fā)者請(qǐng)修改為自己的服務(wù)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(huì)被服務(wù)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(jiàn)問(wèn)題Q&A

以下針對(duì)客戶朋友們實(shí)際應(yīng)用中的反饋，整理了MQTT應(yīng)用中的常見(jiàn)問(wèn)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(guò)AT+MCONFIG命令可以設(shè)置遺囑的qos、retain標(biāo)志、topic、payload。

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

• 模塊和服務(wù)器通信異常（例如：模塊突然關(guān)機(jī)、模塊進(jìn)入了一個(gè)沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的環(huán)境等）超過(guò)1.5倍（一般是1.5倍，但不排除服務(wù)器可以修改這個(gè)時(shí)間）的keep alive時(shí)間（可以通過(guò)AT+MCONNECT設(shè)置keep alive時(shí)間）；
• 模塊主動(dòng)執(zhí)行AT+MDISCONNECT，或者AT+MIPCLOSE。

曾經(jīng)有用戶碰到過(guò)如下問(wèn)題：

模塊設(shè)置了遺囑topic為/will_topic，遺囑payload為offline，keep alive時(shí)間為5分鐘，模塊關(guān)機(jī)后，等待2分鐘。

在等待的2分鐘內(nèi)，其他訂閱了/will_topic的客戶端沒(méi)有收到遺囑消息（這是正常的，因?yàn)檫€沒(méi)有到達(dá)1.5倍的keep alive時(shí)間）。

2分鐘后，模塊開(kāi)機(jī)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(jī)制是服務(wù)器端設(shè)計(jì)的，和模塊無(wú)關(guān)。個(gè)人認(rèn)為：服務(wù)器端仍然在維持2分鐘前的那個(gè)MQTT連接，現(xiàn)在模塊開(kāi)機(jī)，用同樣的client id重連后，會(huì)斷開(kāi)之前維護(hù)的相同client id的MQTT連接。斷開(kāi)時(shí)，就發(fā)布了一次遺囑消息。

那這種問(wèn)題，如何解決呢？

模塊可以在AT+MCONNECT返回CONNACK OK之后，通過(guò)AT+MPUB一個(gè)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(huì)收到這個(gè)online消息。

03. 重試多次PDP，MQTT應(yīng)用一直連接失??？

如果重試多次PDP激活，PDP一直激活失敗，或者M(jìn)QTT一直連接失敗，則嘗試使用如下手段恢復(fù)：

• 使用RESET引腳復(fù)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(kāi)機(jī)。

04. MPUB命令中，payload包含"如何發(fā)送？

• 消息中內(nèi)嵌的雙引號(hào)請(qǐng)用22表達(dá)；
• 控制字符 r(0x0D)請(qǐng)用?D表達(dá)；
• 控制字符n(0x0A)請(qǐng)用?A表達(dá)；
• 如果是MCU發(fā)消息，請(qǐng)用22，?D，?A來(lái)表達(dá)，即需要轉(zhuǎn)義成。

05. 連接服務(wù)器失敗

• 檢查模塊信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)、網(wǎng)絡(luò)附著、PDP激活狀態(tài)；
• 檢查SIM卡是否欠費(fèi)；
• 使用mqtt.fx，連接服務(wù)器確認(rèn)是否可以連接成功，排除服務(wù)器故障；
• 部分國(guó)外的開(kāi)源項(xiàng)目提供免費(fèi)的MQTT代理服務(wù)器，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的原因，國(guó)內(nèi)存在嚴(yán)重的延遲或者丟包現(xiàn)象，導(dǎo)致程序運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，此現(xiàn)象在AT開(kāi)發(fā)時(shí)影響嚴(yán)重；
• 確認(rèn)是不是域名解析失敗導(dǎo)致，可以通過(guò)AT+CDNSGIP=確認(rèn)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(guò)AT+CDNSCFG=ip1,ip2設(shè)置域名解析服務(wù)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(huì)被服務(wù)器踢掉。

06. 數(shù)據(jù)接收緩存問(wèn)題

不緩存：

通過(guò)AT+MQTTMSGSET=0設(shè)置；收到訂閱的publish報(bào)文后，立即通過(guò)AT口輸出主題、payload長(zhǎng)度、payload內(nèi)容，每個(gè)報(bào)文中支持的payload內(nèi)容最長(zhǎng)4100字節(jié)。

內(nèi)存緩存：

通過(guò)AT+MQTTMSGSET=1設(shè)置；內(nèi)存中有一個(gè)緩存表，一條消息最多4kb，最多支持緩存4條publish報(bào)文；收到訂閱的publish報(bào)文后，插入緩沖表中的空閑位置，然后通過(guò)AT口輸出存儲(chǔ)位置；緩存表滿之后，新收到的publish報(bào)文會(huì)覆蓋最舊的publish報(bào)文。

注意事項(xiàng)：

緩存表位于內(nèi)存中，斷電或者重啟后，緩存表中的數(shù)據(jù)會(huì)被清空；建議收到數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)AT+MQTTMSGGET及時(shí)讀取出來(lái)，以防緩沖區(qū)滿覆蓋丟失數(shù)據(jù)。

07. 數(shù)據(jù)發(fā)送問(wèn)題

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

?