树莓派mqtt连接onenet平台实现消息订阅与发布

一、引言

由于毕设需求，需要通过MQTT上传数据与下发命令，所以小白的我学习了MQTT，虽然理论部分还是懵懵懂懂，但别人的实现代码看懂也还算凑合。对于mqtt的入门我是跟着B站一位up主物联网技术大神的教学视频学习的，他是以stm32开发板来讲解的。由于个人能力薄弱所以自己整合的代码有很大一部分是直接copy这位up主的（嘿嘿 😮），特别mqtt.c中的，不过也做了些许修改以适用于树莓派，在此多谢这位up主。由于onenet是一个免费开放平台，所以对于没钱党的我选择了它。
我选择把它整合为树莓派可用也是有原因的：第一，该up主的代码适用于stm32,并且我也直接用他的mqtt框架在STM32上开发，但后来发现不跑系统直接用一个while循环后面有很多问题就难以解决，而自己又没学过可在stm32上运行的实时操作系统，但对Linux有一点了解，所以这是原因之一。第二，网上也有很多mqtt源码可适用于树莓派，但为了加深对mqtt实现过程的了解，我选择自己整合一下代码，加深印象。

up主：物联网技术大神
视频地址：https://b23.tv/mJEpQh
参考文章：https://blog.youkuaiyun.com/u010835747/article/details/108485662

推荐对于mqtt入门可参考：菜鸟教程的MQTT 入门介绍
推荐网上的文章如：MQTT 嵌入式 C语言 客户端libemqtt源码解析
C语言实现mosquitto发布、订阅消息

二、代码

话不多，说先上代码。
main.c

#include "mqtt.h"
#include "tcp.h"
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include<time.h> //C语言的头文件  
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>


static int subscribe_flag = 1;			//订阅标志，（订阅失败时）记载重新订阅次数；若订阅成功则置为0
static int conect_flag = 1;				//MQTT连接标志，（连接失败时）记载重新连接次数；若连接成功则置为0


/********************************************************/
/*函数：指令处理函数（可自行添加指令和处理事务）			*/
/*参数：CmdBuf----接收的指令CmdBuf					    */
/*返回值：无											    */
/********************************************************/
void Cmd_Handler(unsigned char* CmdBuf)
{
   
		char Cmd1[16] = "open_Led";
		char Cmd2[16] = "open_Beep";
		
		char buf1[24] = "{\"LED\":1}";				  //可上传数据到onenet显示
		if(!memcmp(CmdBuf,Cmd1,strlen(Cmd1))){
   
				printf("灯已打开\n");
				PayloadPublish(buf1,strlen(buf1));    //可上传数据到onenet显示
		}else if(!memcmp(CmdBuf,Cmd2,strlen(Cmd2))){
   
				printf("蜂鸣器已打开\n");
		}else{
   
				printf("未知指令\n");
		}	
}


/***********************************************************/
/*线程函数：接收和处理服务器发过来的数据								       */
/***********************************************************/
void *RcvMessage_thread(void *date)
{
   
		unsigned int send_len = 0;				//存放TCP接收到消息的长度
		unsigned char buff[256] = {
   0};			//存放TCP接收到的消息
		unsigned char MQTT_RcvData[400];		//存放处理后的TCP消息
		unsigned char back_buff[100] = {
   0};		//存放指令


		while(1){
   

				if(conect_flag == 5){
   
						printf("多次连接失败,请检查设备信息是否正确\n");
						printf("程序已退出\n");
						exit(0);
				}

				memset(MQTT_RcvData,0,sizeof(MQTT_RcvData));
				memset(buff,0,sizeof(buff));
				send_len = tcp_rcv(buff,sizeof(buff));	//获取TCP接收的数据和数据长度

				if(send_len < 0)						//长度小于0，说明TCP读取数据失败，准备重新连接
				{
   
						MY_MQTT_RECONECT();
						continue;
				}else{
   
						memcpy(&MQTT_RcvData[2],buff,send_len);  		  //拷贝数据
						MQTT_RcvData[0] = send_len/256;                   //记录数据长度高字节
						MQTT_RcvData[1] = send_len%256;                   //记录数据长度低字节
				}

				//若第一个字节0x20，则是MQTT连接状态回复
				if(MQTT_RcvData[2]==0x20){
                			
						switch(MQTT_RcvData[5]){
   					
								case 0x00 : printf("CONNECT报文成功\n"); 
											MQTT_Subscribe(S_TOPIC_NAME,QoS_0);        //MQTT连接成功,开始订阅，conect_flag置0                             
											conect_flag = 0;
											break;                                                                                                   
								case 0x01 : printf("连接已拒绝，不支持的协议版本，准备重连\r\n");
											MY_MQTT_RECONECT();                   //MQTT连接失败，准备重连，下面以此类推                     
											conect_flag++;
											continue;
											break;                                                        
								case 0x02 : printf("连接已拒绝，不合格的客户端标识符，准备重连\r\n");
											MY_MQTT_RECONECT();                                             
											conect_flag++;
											continue;                                           
											break;                                                       
								case 0x03 : printf("连接已拒绝，服务端不可用，准备重连\r\n");         
											MY_MQTT_RECONECT();                                             
											continue;                                         
											conect_flag++;
											break;                                                       
								case 0x04 : printf("连接已拒绝，无效的用户名或密码，准备重连\r\n");
											MY_MQTT_RECONECT();                                             
											conect_flag++;
											continue;                                          					
											break;                                                       
								case 0x05 : printf("连接已拒绝，未授权，准备重连\r\n"); 
											MY_MQTT_RECONECT();                                             
											conect_flag++;
											continue;                                           				
											break;                                                        		
								default   : printf("连接已拒绝，未知状态，准备重连\r\n");
											MY_MQTT_RECONECT();                                             
											conect_flag++;
											continue;                                           		
											break;                                                       							
						}

				}			
				//若第一个字节是0x90，表示收到的是SUBACK报文
				else if(MQTT_RcvData[2]==0x90){
    
						switch(MQTT_RcvData[6]){
   					
								case 0x00 :
								case 0x01 : printf("订阅成功\r\n");        
											subscribe_flag = 0;
											break;  
								default   : printf("订阅失败，准备重新订阅\r\n");
											sleep(1);
											MQTT_Subscribe(S_TOPIC_NAME,QoS_0);
											subscribe_flag++;
											if(subscribe_flag == 5){
   
													printf("