W5500+树莓派RP2040入门教程之MQTT篇（十二）

目录

前言

什么是MQTT？

MQTT适用于哪些场景？

MQTT协议应用示例

报文格式

固定报头

可变报头

有效载荷

实例讲解

连接MQTT服务器（客户端->服务器）

确认连接（服务器->客户端)

订阅主题（客户端->服务器）

确认订阅（服务器->客户端）

发布消息（qos0）

硬件准备及接线方式

硬件准备

接线方式

连接MQTTX服务器测试

代码

测试效果

相关链接

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前言

        上一章我们用开发板通过SNTP协议获取网络时间SNTP协议获取网络时间SNTP协议获取网络时间，本章我们介绍一下MQTT协议的内容以及把开发板当成MQTT客户端来连接到测试服务器进行发布和订阅功能的实现。

        如果您在阅读本章之后仍有不清楚的地方，可以私信联系我们或者评论区留言，我们会及时回复您的问题！

什么是MQTT？

        MQTT是一种轻量级的消息传输协议，旨在物联网（IoT）应用中实现设备间的可靠通信。它使用发布-订阅模式，其中包括一个MQTT服务端（代理或服务器）和多个MQTT客户端之间的通信。MQTT协议具有以下特点：

• 轻量级：MQTT协议设计简单，协议头部开销小，适用于资源受限的设备和网络。
• 低带宽消耗：MQTT采用二进制编码，有效地利用网络带宽。
• 异步通信：客户端可以随时发布和订阅消息，无需等待对方的响应。
• 发布-订阅模式：消息发布者将消息发布到特定的主题，而订阅者则订阅感兴趣的主题。这种模式支持松耦合的通信和灵活的消息传递。

MQTT适用于哪些场景？

1. 物联网数据采集及监控平台：MQTT可以用于从各种传感器和物联网设备（如温度传感器、湿度传感器、气压传感器、光照传感器等）收集数据，实时检测设备工作状况，汇总数据并进行可视化监控。
2. 智能家居或智慧城市系统：MQTT可以用于家庭设备、家庭安防、门禁系统、电梯管理、智慧路灯等设备之间的通信和协调，实现智能家居或智慧城市系统。
3. 物流及交通管理系统：MQTT可以用于车辆、机器人和其他物理设备之间的通信和协作，例如智能导航、智能停车、智能交通灯等。

MQTT协议应用示例

        首先我们介绍一下MQTT协议的报文组成结构。

报文格式

        MQTT控制报文由三部分组成，分别是固定报头，可变报头，有效载荷。

固定报头

        固定报头最少由两个字节组成，第一个字节的7-4位为协议类型，3-0位为标志位，从第二个字节开始为剩余长度（包括可变报头和有效载荷的长度）

        协议类型具体定义可参考下表：

        标志位可以参考下表：

        其中：