Python之MQTT报文的订阅和发布

本文介绍了如何使用MQTT协议在物联网设备中进行数据的发布和订阅。首先,定义了发布Topic,通过`paho.mqtt.client`库创建并设置MQTT客户端,利用设备的productKey和deviceName等信息进行身份验证。然后,发布payload到指定Topic,确保服务质量为1。接着,定义订阅Topic,用于接收服务端的属性设置指令。通过调用`subscribe`方法完成订阅,确保服务等级为1。这些操作使得物联网设备能够有效地进行双向通信。

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导入相关包

import paho.mqtt.client as mqtt
import time
import hashlib
import hmac
import json
import serial
import re

一. 发布Topic

  1. 定义报文
PUB_TOPIC = "/sys/" + options['productKey'] + "/" + options[
    'deviceName'] + "/thing/event/property/post"

options是一个自定义的字典,包含productKey,deviceName等数据,键值自定义

options = {
    'productKey': 'XXX',
    'deviceName': 'XXX',
    'deviceSecret': 'XXXX',
    'regionId': 'cn-shanghai'
}

2.使用publish方法发布

client.publish(PUB_TOPIC, payload=str(payload_json), qos=1)

client: 是连接服务端后回调client

def Connect_server():
    timestamp = str(int(time.time()))
    CLIENT_ID = "paho.py|securemode=3,signmethod=hmacsha1,timestamp=" + timestamp + "|"
    CONTENT_STR_FORMAT = "clientIdpaho.pydeviceName" + options[
        'deviceName'] + "productKey" + options[
                             'productKey'] + "timestamp" + timestamp
    # set username/password.
    USER_NAME = options['deviceName'] + "&" + options['productKey']
    PWD = hmacsha1(options['deviceSecret'], CONTENT_STR_FORMAT)
    client = mqtt.Client(client_id=CLIENT_ID, clean_session=False)
    client.username_pw_set(USER_NAME, PWD)
    return client

payload_json: 是任意数据类型的数据(String,tuple,number,dict,list)
payload:为推送的内容,将payload_json转换字符串类型

这样就可以完成报文的发布,并且由服务端订阅后即可收到客户端推送的消息。

二.订阅报文

  1. 定义一个字符串常量,指明要订阅的报文
SUB_TOPIC = "/sys/" + options['productKey'] + "/" + options[
    'deviceName'] + "/thing/event/property/set"

这是一个属性设置的报文,订阅该报文后,服务端属性设置的操作,客户端可以收到属性设置的指令内容

  1. 订阅报文——subscribe方法
client.subscribe(SUB_TOPIC, 1)

实参1: 代表服务等级为1

这样就完成了报文的订阅了

### MQTT 报文解析工具 对于希望深入了解并调试 MQTT 协议的应用开发者来说,选择合适的报文解析工具有助于提高效率。一种方法是利用现成的开源项目来辅助分析。 #### 使用 Wireshark 进行 MQTT 报文捕获与解析 Wireshark 是一款广泛使用的网络协议分析器,支持多种协议解码,其中包括 MQTT。安装最新版本的 Wireshark 后,在配置好监听接口的情况下可以直接抓取到 MQTT 流量,并能清晰展示每条消息的具体字段及其含义[^4]。 ```bash sudo apt-get install wireshark ``` 启动 Wireshark 并设置过滤条件 `mqtt` 来专注于查看 MQTT 数据流。 #### 利用 MQTT.fx 查看发送测试消息 除了作为客户端连接至 broker 外,MQTT.fx 也能帮助用户构建自定义的消息负载以便更好地理解不同类型的控制包结构。通过其图形界面中的“Message”选项卡可直观编辑 QoS、Retain 标志以及 Payload 部分的内容[^1]。 #### 自动化脚本编写配合 paho-mqtt 库实现深度定制化的日志记录功能 Python 社区维护着优秀的 Paho 客户端库,它允许开发者轻松集成进应用程序中完成订阅/发布操作的同时还能获取底层通信细节。借助此特性能够创建专门的日志模块保存每次交互过程供后续审查之用。 ```python import logging import paho.mqtt.client as mqtt def on_message(client, userdata, msg): logger.info(f"Received `{msg.payload.decode()}` from {msg.topic} topic") logging.basicConfig(level=logging.INFO) logger = logging.getLogger(__name__) client = mqtt.Client() client.on_message = on_message client.connect("broker.hivemq.com", 1883, 60) client.subscribe("#") try: client.loop_forever() except KeyboardInterrupt: pass finally: client.disconnect() ``` 上述代码片段展示了如何捕捉任意主题下的所有消息并将它们打印出来,同时也可以扩展逻辑以适应特定需求比如存储到文件数据库等持久化介质里便于离线分析[^2]。
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