玩转合宙Air780EP： AT开发接入MQTT超详细教程

合宙Air780EP模组采用了微安级极致低功耗设计，支持中国移动、电信、联通三大运营商的4G网络，提供了丰富的接口资源，包括1路USB、4路UART、2路SIM卡接口、39路GPIO等，支持AT指以及LuatOS脚本开发。

除了MQTT协议外，还支持TCP、UDP、HTTP、WebSocket、FTP、NTP等多种网络协议。

接下来，我们就一起看看怎么利用AT指令使合宙Air780EP接入MQTT。

一、必备材料及其详细说明：

1.核心硬件：

• [EVB_Air780EP(V)]开发板一套：集成了高性能的Air780EP模块，支持4G LTE网络，该套件还包括了天线和SIM卡插槽。

2.连接与调试工具：

• USB线：用于将开发板与PC电脑相连接，实现数据传输与调试功能，是不可或缺的桥梁。
• PC电脑：作为开发和调试的主控平台，您将在这里编写代码、发送指令并监控设备状态。
• 串口调试工具（推荐llcom）：若您尚未准备串口调试软件，我推荐使用llcom。你可以通过访问https://llcom.papapoi.com下载并安装。

3.固件资源：

• AT固件：为了充分发挥Air780EP模块的性能建议您访问Gitee仓库，利用Ctrl+F快捷键快速搜索“AirM2M_780EP_LTE_AT”，从中选取版本号最高的最新release版本固件进行下载。

 

二、应用概述 

4G模块支持MQTT和MQTT SSl协议，  MQTT应用的基本流程如下：

1、如果要支持SSL，配置SSL参数

2、通过TCP连接到MQTT服务器

3、发送MQTT CONNECT到服务器，打开会话连接

4、订阅或者发布消息

三、示例

1.发布消息示例

先来看个正常情况下的AT命令序列，如果不理解AT命令含义，请自行参考AT手册

AT+CPIN?

 

+CPIN: READY    //查询sim卡是否正常

 

OK

AT+CGATT?

 

+CGATT: 1        //查询是否附着上数据网络，如果返回+CGATT: 0表示未附着上

 

OK


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/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

 发布消息示例演示效果

 

 在这个过程中，注意事项如下：

     1、发送MIPSTART命令后，收到OK仅仅表示4G模块开始处理这条命令，并不表示TCP已经连接成功；只有收到CONNECT OK才是成功的应答（其余错误应答，参考AT手册）

     2、发送MCONNECT命令后，收到OK仅仅表示4G模块开始处理这条命令，并不表示MQTT已经连接成功；只有收到CONNACK OK才是成功的应答（其余错误应答，参考AT手册）

     3、发送MSUB命令后，收到OK仅仅表示4G模块开始处理这条命令，并不表示MQTT已经订阅成功；只有收到SUBACK才是成功的应答（其余错误应答，参考AT手册）

     4、发送MPUB命令后，如果QOS不是0，则收到OK仅仅表示4G模块开始处理这条命令，并不表示MQTT已经发布成功；只有收到PUBACK（QOS为1时）或者PUBCOMP（QOS为2时）才是成功的应答（其余错误应答，参考AT手册）

2.接收消息示例

 先来看下接收到订阅消息时的AT命令处理序列，如果不理解AT命令含义，请自行参考AT手册

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上收到订阅消息，payload为123456

//默认是直接输出收到的订阅消息，不做缓存

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

//设置订阅消息的处理模式，设置为缓存模式

//接下来收到订阅消息时，会提示订阅消息的缓存位置

AT+MQTTMSGSET=1

OK

//在mqtt/sub_topic上收到一条订阅消息，缓存到位置0

+MSUB: 0

//主动读取缓存的所有订阅消息

AT+MQTTMSGGET

+MSUB:mqtt/sub_topic,6 byte,123456

OK

//在mqtt/sub_topic上收到一条订阅消息，缓存到位置0

+MSUB: 0
//在mqtt/sub_topic上收到一条订阅消息，缓存到位置1

+MSUB: 1

//主动读取缓存的所有订阅消息

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

 

 

3.TCP被动断开示例

先来看下连接被动断开时的AT命令处理序列，如果不理解AT命令含义，请自行参考AT手册

AT+MCONFIG="866289037465624","user","password"
OK

AT+MIPSTART="lbsmqtt.airm2m.com","1884"
OK
CONNECT OK

AT+MCONNECT=1,60
OK
CONNACK OK
CLOSED               //此处TCP连接被动断开

AT+MIPCLOSE
+CME ERROR: 767     //此处无论返回OK、ERROR还是CME ERROR，都直接跳过，不用做正确性判断
AT+MCONFIG="866289037465624","user","password"
OK
AT+MIPSTART="lbsmqtt.airm2m.com","1884"
OK
CONNECT OK
AT+MCONNECT=1,60
OK

CONNACK OK

 

4.PDP被动去激活示例

先来看下PDP被动去激活时的AT命令处理序列，如果不理解AT命令含义，请自行参考AT手册

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       //此处PDP被动去激活

AT+MIPCLOSE
OK                     //此处无论返回OK、ERROR还是CME ERROR，都直接跳过，不用做正确性判断

AT+MCONFIG="866289037465624","user","password"
OK
AT+MIPSTART="lbsmqtt.airm2m.com","1884"
OK
CONNECT OK
AT+MCONNECT=1,60
OK
CONNACK OK

四、常见问题Q&A

1、MQTT支持多连接吗？

目前MQTT仅支持单连接，不支持多连接

2、MQTT的遗嘱如何使用？

通过AT+MCONFIG命令可以设置遗嘱的qos、retain标志、topic、payload；在如下几种（包含但是又不仅限于如下情况）情况下，服务器会主动发布遗嘱消息到订阅的客户端：

   （1）模块和服务器通信异常（例如模块突然关机、模块进入了一个没有网络信号的环境等）超过1.5倍（一般是1.5倍，但不排除服务器可以修改这个时间）的 keep alive时间（可以通过AT+MCONNECT设置keep alive时间）

     （2）模块主动执行AT+MDISCONNECT或者AT+MIPCLOSE

     曾经有用户碰到过如下问题：

     模块设置了遗嘱topic为/will_topic，遗嘱payload为offline，keep alive时间为5分钟.

模块关机后，等待2分钟，在等待的2分钟内，其他订阅了/will_topic的客户端没有收到遗嘱消息（这是正常的，因为还没有到达1.5倍的keep alive时间）。

2分钟后，模块开机mqtt重连成功后，其他客户端却收到了遗嘱消息，

这是什么原因呢？

这部分机制是服务器端设计的，和模块无关。

个人认为：服务器端仍然在维持2分钟前的那个mqtt连接，现在模块开机，用同样的client id重连后，会断开之前维护的相同client id的mqtt连接，断开时，就发布了一次遗嘱消息。

那这种问题，如何解决呢？

模块可以在AT+MCONNECT返回CONNACK OK之后，通过AT+MPUB一个topic为/will_topic，payload为online的消息，这样订阅了遗嘱topic的其他客户端就会收到这个online消息。

3、MQTT SSL如何使用

本文主要描述了基本流程和异常处理，对于MQTT SSL使用方法没有做过多描述，这一部分，请自行参考AT手册MQTT章节下《使用方法举例》中的"SSL带证书验证流程"使用方法；支持的SSL参数，请自行参考AT+SSLCFG命令说明。

     如果SSL的参数配置不变，则每次开机运行过程中，仅设置一次即可

4、重试多次PDP，MQTT应用一直连接失败

如果重试多次PDP激活，PDP一直激活失败，或者MQTT一直连接失败，则尝试使用如下手段恢复：

     1、使用RESET引脚复位模块

     2、极端情况下，直接给模块断电，再上电，POWER KEY引脚拉低开机

5、MPUB命令中，payload包含"如何发送？

消息中内嵌的双引号请用\22 表达；控制字符 \r(0x0D)请用\0D 表达；控制字符\n（0x0A） 请用\0A 表达 如果是 MCU 发消息，请用\\22，\\0D，\\0A 来 表达，即\需要转义成\\

6、连接服务器失败

• 检查下模块信号、网络注册、网络附着、PDP激活状态
• 检查下SIM卡是否欠费
• 使用mqtt.fx，连接服务器确认一下是否可以连接成功，排除服务器故障
• 部分国外的开源项目提供免费的MQTT代理服务器，因为网络的原因，国内存在严重的延迟或者丢包现象，导致程序运行出现问题，此现象在AT开发时影响严重
• 确认是不是域名解析失败导致，可以通过AT+CDNSGIP=确认一下域名是否能正常解析（注意：该命令只有在执行完at+cstt、at+ciicr、at+cifsr后才能正常工作），不能正常解析，可以通过AT+CDNSCFG=ip1,ip2设置域名解析服务器。
• 在 MIPSTART /SSLMIPSTART返 回 CONNECT OK后 才 能 发 MCONNECT命令，而且要立即发，否则会被服务器踢掉。

7、数据接收缓存问题

• 不缓存：通过AT+MQTTMSGSET=0设置；收到订阅的publish报文后，立即通过AT口输出主题、payload长度、payload内容，每个报文中支持的payload内容最长4100字节

• 内存缓存：通过AT+MQTTMSGSET=1设置；内存中有一个缓存表，一条消息最多4kb，最多支持缓存4条publish报文；收到订阅的publish报文后，插入缓冲表中的空闲位置，然后通过AT口输出存储位置；缓存表满之后，新收到的publish报文会覆盖最旧的publish报文

• 注意：缓存表位于内存中，断电或者重启后，缓存表中的数据会被清空；建议收到数据时，通过AT+MQTTMSGGET及时读取出来，以防缓冲区满覆盖丢失数据

8、数据发送问题

AT+MPUB最大publish 4100字节,AT+MPUBEX长度取值范围1-4100
个报文中支持的payload内容最长4100字节

内存缓存：通过AT+MQTTMSGSET=1设置；内存中有一个缓存表，一条消息最多4kb，最多支持缓存4条publish报文；收到订阅的publish报文后，插入缓冲表中的空闲位置，然后通过AT口输出存储位置；缓存表满之后，新收到的publish报文会覆盖最旧的publish报文

注意：缓存表位于内存中，断电或者重启后，缓存表中的数据会被清空；建议收到数据时，通过AT+MQTTMSGGET及时读取出来，以防缓冲区满覆盖丢失数据

8、数据发送问题
AT+MPUB最大publish 4100字节,AT+MPUBEX长度取值范围1-4100

详细资料请点击： www.openluat.com 获取