【MQTT学习笔记六】通过Wireshark去抓取和分析MQTT消息

本文详细介绍如何在Wireshark中分析MQTT协议,包括安装必要插件、配置过程及理解MQTT各类型报文的具体格式与含义。适用于希望深入研究MQTT通信的网络工程师和技术爱好者。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

  Wireshark默认是只显示到TCP层,要分析MQTT的消息,需要先安装插件。参考:https://blog.youkuaiyun.com/yannanxiu/article/details/71310723

  懒得去看的同学可以直接按照以下步骤操作:

1)下载generic.dll:http://wsgd.free.fr/download.html,放到Wireshark的C:\Program Files\Wireshark\plugins\2.4.4目录下

2)下载MQTT规则文件:http://false.ekta.is/2011/06/mqtt-dissector-decoder-for-wireshark/#,放到Wireshark主目录C:\Program Files\Wireshark 下

3)运行Wireshark就可以了。可以在过滤器中直接输入mqttv31或者ip来过滤MQTT的协议消息

MQTT报文是包在TCP中,作为TCP的payload出现的,具体分析的时候要清楚MQTT各种报文中各个字节的含义。

connect

固定报头:

10 表示:connect报文

3b表示:剩余长度59

可变报头:

00 04 4d 51 54 54表示:MQTT

04 表示:协议级别,3.1默认为4

02表示:连接标志

【0000 0010:8个bit分别表示不需要用户名,不需要密码,不保留遗嘱消息,遗嘱的QoS没有遗嘱所以两位为0,遗嘱标志为0,清理会话,保留位】

00 14 表示:保持连接时间为20s,非0情况下,1.5倍时间内没有收到客户端控制保温,则必须断开连接。0表示连接不会断开

有效载荷:

Client id

CONNACK

固定头

20:CONNACK报文

02:剩余长度2

可变头

00:连接确认标志,其中高7位保留,第0位表示当前会话标志,CONNECT中Clean Session为1,所以第0位为0;如果Clean Session为0,服务端保存了会话状态,第0位为1,没保存,则为0

00:连接返回码,0表示连接成功

PUBLISH

固定头

30:PUBLISH报文,不重发,QOS=0

【0011 0000:高4位是PUBLISH报文,第三位是DUP重发标志,为1表示可能是一个早前报文的重发,第2和1位为QOS,第0位保留标志,表示服务器不必存储这个应用消息和它的QOS,如果为1,服务器需保存且分发给未来匹配主题的订阅者】

F2 01:长度为128+114=242

可变头

00 20:订阅主题长度,32个字节

65~73:订阅主题

有效荷载

5b~5d:载荷

 

SUBSCRIBE

固定头

82:SUBSCRIBE报文,8表示订阅报文,2表示0010,固定flag

25:剩余长度为37

可变头

00 01:报文标识符

00 20:长度MSB和LSB,32个字节

65~73:主题过滤器

00:QOS等级

 

SUBACK

固定头

90:SUBACK报文

03:剩余长度

00 01:报文标识符,对应上面SUBSCRIBE的,订阅请求和回复的报文标识符必须一致,不能在不同报文中存在相同的报文标识符。使用完可以释放复用。

00:授予QOS为0

【0000 0000:第7位为1表示订阅失败,第1和0位表示授予的QOS等级】

PINGREQ

C0:PINGREQ报文

00:剩余长度为0

PINGRESP

D0: 心跳响应报文

00: 剩余长度0

<think>嗯,用户想了解ESP32在大型项目中的应用,涉及FreeRTOS、多任务框架、事件驱动模型、低功耗、嵌入式AI边缘计算。首先,我需要确认用户的需求是什么。他们可能是开发者,希望在实际项目中使用ESP32,所以需要具体案例学习资源。 用户可能已经对ESP32有基础了解,现在想深入大型项目的实施。他们提到的技术点都是ESP32的核心功能,比如FreeRTOS是ESP-IDF的基础,多任务事件驱动是常见的设计模式,低功耗AI边缘计算则是当前的热门方向。 需要推荐实际项目案例,这可能包括工业、物联网、智能家居等领域。例如,智能农业系统可能用到传感器网络低功耗,而智能家居中枢可能涉及边缘计算AI。然后要找到这些项目的详细资料或开源代码,比如GitHub上的仓库或者厂商提供的案例。 书籍方面,需要涵盖ESP32的高级应用,特别是结合FreeRTOSAI。O'Reilly的书通常比较实用,还有国内出版社的书籍可能更适合中文用户。在线资源如乐鑫的官方文档、博客论坛也是关键,尤其是应用笔记白皮书。 还要考虑用户可能需要的学习路径,比如先掌握FreeRTOS,再学习事件驱动低功耗设计,最后集成AI模型。边缘计算部分可能需要网络通信数据处理的知识,比如MQTT、LoRaWAN等协议。 用户可能没有明确说出的是,他们可能在寻找如何将这些技术整合到实际项目中的指导,或者遇到性能优化、多任务协调的问题。因此,推荐的资料不仅要涵盖理论,还要有实践案例代码示例。 需要验证推荐的资源是否最新,因为ESP32AI框架更新很快。比如TensorFlow Lite Micro的版本是否支持ESP32的最新芯片。还要考虑中文资源的可用性,比如是否有翻译的书籍或国内开发者的教程。 总结来说,回答需要结构清晰,分点列出项目案例资源,涵盖书籍、在线文档、开源项目等,并强调实际应用中的技术整合最佳实践。确保信息准确,链接有效,帮助用户进一步学习实施项目。</think>以下是针对ESP32在大型项目中应用的综合指南,涵盖FreeRTOS、多任务框架、事件驱动模型、低功耗、嵌入式AI及边缘计算的技术要点学习资源: --- ### 一、**典型大型项目案例** 1. **工业物联网监测系统** - **技术栈**:FreeRTOS多任务协调 + LoRaWAN低功耗通信 + TensorFlow Lite Micro异常检测 - **案例特点**:通过ESP32网关聚合传感器数据,实现电机振动频谱分析的边缘AI推理,云端仅接收报警信息 - **参考项目**:乐鑫《ESP-IoT-Solution》仓库中的Predictive Maintenance示例 2. **城市级智能照明网络** - **技术栈**:Mesh网络事件驱动 + 光感/PIR传感器协同 + 动态功耗管理 - **实现亮点**:2000+节点组网,支持OTA灰度升级与光照策略动态加载 - **行业应用**:飞利浦Hue城市版(基于ESP32定制方案) 3. **农业自动化集群** - **技术组合**:Modbus多主机协议栈 + CNN图像识别(病虫害检测) + 太阳能供电优化 - **开源参考**:AgOpenGPS项目中的ESP32边缘控制器模块 4. **医疗级可穿戴设备** - **关键技术**:FreeRTOS Tickless模式 + 心电信号实时处理 + BLE5.0低功耗传输 - **商业案例**:Withings血压监测手环的ESP32-H2方案 --- ### 二、**核心开发资料** #### 1. **官方权威文档** - **《ESP-IDF编程指南》**(中文版) 深度讲解FreeRTOS移植细节、事件循环机制(esp_event)、低功耗模式(Light-sleep/Deep-sleep) - **《ESP32硬件设计指南》** 含射频电路设计/电源管理章节,适合大型系统PCB布局参考 #### 2. **进阶技术书籍** - **《ESP32-C3物联网工程开发实战》**(机械工业出版社) 第7章详解多任务优先级反转问题解决方案,第11章提供边缘计算数据压缩算法实现 - **《Hands-On Embedded Programming with FreeRTOS》**(Packt) 通过物流AGV控制案例,演示任务看门狗、内存池管理等高级技巧 - **《TinyML:基于ESP32的机器学习实战》**(O'Reilly中文版) 包含语音唤醒词训练、视觉异常检测等工业级案例,配套Jupyter Notebook教程 #### 3. **在线资源** - **GitHub精选仓库**: - [espressif/esp-iot-solution](https://github.com/espressif/esp-iot-solution)(官方工业级解决方案) - [edgeimpulse/example-esp32](https://github.com/edgeimpulse/example-esp32)(端到端ML项目模板) - **在线课程**: - Udemy《Advanced ESP32》(含Zigbee3.0组网实验) - 极客时间《ESP32开发实战》(中文,含智能停车场实战项目) --- ### 三、**关键技术实现要点** #### 1. **FreeRTOS优化技巧** - 使用`uxTaskGetStackHighWaterMark()`监控任务栈深度 - 通过`xTaskCreateStatic()`实现静态内存分配 - 多核任务分配策略(ESP32双核特性应用) #### 2. **事件驱动开发模式** - 结合`esp_event_loop`与MQTT异步通信 - 使用`FreeRTOS队列+信号量`实现跨任务事件传递 - 案例:智能家居中语音/APP/传感器多事件源处理 #### 3. **低功耗设计** - 动态时钟调整API:`esp_pm_configure()` - 外设功耗管理:`esp_sleep_enable_timer_wakeup()` - 实测数据:Deep-sleep模式下电流<10μA #### 4. **嵌入式AI实践** - 模型优化工具:NNOM框架(专为MCU设计) - 典型应用: - 音频场景分类(Librosa特征提取+TensorFlow Lite) - 视觉缺陷检测(量化后的MobileNetV2模型) #### 5. **边缘计算架构** - 本地决策引擎设计: ```c void edge_computing_task(void *pvParam) { while(1) { sensor_data_t data = xQueueReceive(sensor_queue); if(anomaly_detection(data)) { xEventGroupSetBits(event_group, CLOUD_ALERT_BIT); } else { store_local_cache(data); } } } ``` - 数据协议选择:MessagePack vs JSON性能对比 --- ### 四、**开发工具链** 1. **调试工具**: - OpenOCD+JTAG实时追踪任务状态 - ESP-Insights(官方远程诊断平台) 2. **性能分析**: - IDF的`heap_trace`内存分析工具 - Wireshark抓取Wi-Fi/BLE数据包 3. **AI工作流**: Edge Impulse Studio → 模型量化 → ESP-Deploy插件一键部署 --- ### 五、**延伸学习建议** 1. **参加官方认证**:乐鑫ESP-IoT开发者认证(含边缘AI专项) 2. **参考论文**:IEEE《Low-Power Computer Vision on ESP32》 3. **实践路线**: 传感器数据采集 → FreeRTOS任务设计 → 功耗优化 → 集成ML模型 → 构建边缘服务 通过以上资源技术路线的系统学习,可掌握构建基于ESP32的大型复杂系统的核心能力。建议从官方例程入手,逐步扩展到实际工业项目开发。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值