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零基础教你自建MQTT服务器并实现双向通讯

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简介概述随着物联网技术的快速发展，MQTTMessage Queuing Telemetry Transport）消息队列遥测传输协议，作为一种轻量级的通讯协议，被广泛应用于物联网设备之间的通讯。MQTT ...

概述

随着物联网技术的零基快速发展，MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）消息队列遥测传输协议，础教作为一种轻量级的自建通讯协议，被广泛应用于物联网设备之间的服务通讯 。

MQTT 是器并一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的轻量级通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上。实现双MQTT最大优点在于，通讯可以以极少的零基代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的础教消息服务。源码库

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本次教程中 ，自建将探讨如何基于EMQX平台自建MQTT服务器  ，服务并实现设备之间的器并高效通讯。无论是实现双在工业控制、智能家居还是通讯智能城市等领域，搭建自己的零基MQTT服务器都能为我们带来更大的灵活性和可扩展性 。让我们一起深入了解这个过程  ，为物联网应用打下坚实的基础。

MQTT通信的架构

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上面架构图来自EMQX官网 ，建站模板其中中间绿色部分即我们要搭建的MQTT Broker ，MQTT服务器搭建完成后，我们可以通过各种编程语言类库对服务器发起连接请求 ，以及主题发布和订阅。而编程语言类库中我们就可以使用workerman的mqtt扩展库与服务器进行通信。

MQTT概念

Publisher（发布者） ：消息的发出者 ，负责发送消息 。Subscriber（订阅者） ：消息的订阅者，负责接收并处理消息  。Broker（代理） ：消息代理，位于消息发布者和订阅者之间 ，各类支持MQTT协议的源码下载消息中间件都可以充当 。Topic（主题）：可以理解为消息队列中的路由，订阅者订阅了主题之后 ，就可以收到发送到该主题的消息。Payload（负载）；可以理解为发送消息的内容。QoS（消息质量）：全称 Quality of Service，即消息的发送质量 ，主要有QoS 0 、QoS 1 、QoS 2三个等级，下面分别介绍下：

QoS 0（Almost Once）：至多一次，只发送一次，模板下载会发生消息丢失或重复；

QoS 1（Atleast Once） ：至少一次，确保消息到达  ，但消息重复可能会发生；

QoS 2（Exactly Once） ：只有一次  ，确保消息只到达一次。

EMQX

EMQX平台作为一款开源的MQTT消息服务器 ，提供了稳定可靠的消息传输服务。本次教程中 ，我们将探讨如何基于EMQX平台自建MQTT服务器 ，并实现设备之间的高效通讯 。无论是在工业控制、智能家居还是智能城市等领域，高防服务器搭建自己的MQTT服务器都能为我们带来更大的灵活性和可扩展性 。

EMQX 官网 ：https://www.emqx.io

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安装 MQTTX 服务端

本次教程中 ，我们将使用 Docker 部署，使用 Docker 指令直接部署 ，可以使用以下命令

获取 Docker 镜像

复制docker pull emqx/emqx1.

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启动 Docker 容器

复制docker run -d --name emqx -p 1883:1883 -p 8083:8083 -p 8084:8084 -p 8883:8883 -p 18083:18083 emqx/emqx:latest1.

访问仪表板

安装完成后 ，打开浏览器 ，并在地址栏中输入 http://localhost:18083以访问 EMQX 仪表板，您可以从那里连接到客户端或检查运行状态 。

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复制默认用户名: admin 默认密码：public1.2.

进入 EMQX 管理页面 ：

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安装 MQTTX 客户端

MQTTX 客户端我们选用workerman的mqtt扩展库与服务器进行通信。workerman/mqtt 是一个基于workerman的异步mqtt 客户端库 ，可用于接收或者发送mqtt协议的亿华云消息 。支持QoS 0、QoS 1 、QoS 2。支持MQTT、3.1 、3.1.1  、5版本 。

安装

复制composer require workerman/mqtt1.

订阅客户端

subscribe.php 代码：

复制<?php /** * @desc Subscriber（订阅者） ：消息的订阅者，负责接收并处理消息。 * @author Tinywan(ShaoBo Wan) * @date 2024/5/30 20:35 */ declare(strict_types=1); require_once __DIR__ . /../vendor/autoload.php; use Workerman\Worker; $worker = new Worker(); $worker->onWorkerStart = function () { $options = [ username => Tinywan, password => 123456, ]; $mqtt = new Workerman\Mqtt\Client(mqtt://192.168.13.168:1883, $options); $mqtt->onConnect = function ($mqtt) { // 主题 Topic 可以理解为消息队列中的路由，订阅者订阅了主题之后，就可以收到发送到该主题的消息。 $topic = resty; $mqtt->subscribe($topic); }; $mqtt->onMessage = function ($topic, $content) { echo [订阅者][收到主题] ： . $topic . PHP_EOL; echo [订阅者][收到内容] ： . $content . PHP_EOL; }; $mqtt->connect(); }; Worker::runAll();1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.

命令行运行 php subscribe.php start 启动：

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启动成功后，即可看到设备已经成功连接到服务器 。我们在 EMQX 服务器中的客户端页面中可以查看到设备的连接状态  。

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客户端发布

接下来，我们测试发布和订阅主题是否正常。

publish.php 代码 ：

复制<?php /** * @desc Publisher（发布者）：消息的发出者，负责发送消息 。 * @author Tinywan(ShaoBo Wan) * @date 2024/5/30 20:46 */ declare(strict_types=1); require_once __DIR__ . /../vendor/autoload.php; use Workerman\Worker; $worker = new Worker(); $worker->onWorkerStart = function () { $mqtt = new Workerman\Mqtt\Client(mqtt://192.168.13.168:1883); $mqtt->onConnect = function ($mqtt) { // 主题 Topic $topic = resty; // 负载 Payload 可以理解为发送消息的内容 $payload = Hello Tinywan mqtt; $mqtt->publish($topic, $payload); }; $mqtt->connect(); }; Worker::runAll();1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.

命令行运行 php publish.php start 发布消息。

以下是 订阅客户端 subscribe.php收到的消息 ：

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至此 ，我们已经成功实现了 客户端 与 EMQX 服务器之间的通讯 。

主题订阅

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主题监控

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Websocket 工具

订阅消息

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发布消息

通过websocket发布消息 ：

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MQTT客户端订阅消息：

使用 MQTT.js 库

MQTT.js 是一个开源的 MQTT 协议的客户端库，使用 JavaScript 编写，主要用于 Node.js 和 浏览器环境中。是JavaScript 环境下的 MQTT 客户端库 。可以用于微信小程序、支付宝小程序等定制浏览器环境。

可以直接在HTML文件中进行调用:

复制<script src="https://unpkg.com/mqtt/dist/mqtt.min.js"></script>1.

实现简单功能 ，EMQX websocket 连接服务地址

复制ws://localhost:8083/mqtt1.

MQTT.html 案例代码

复制<!DOCTYPE html> <html> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>开源技术小栈</title> </head> <body> <h3>零基础教你自建MQTT服务器并实现通讯</h3> <div style="height: 800px;"> <label>【客户端】【目标Topic】 ：<input id="targetTopicInput" type="text"></label><br> <label>【客户端】【发送的消息】 ：<input id="messageInput" type="text"></label><br> <button notallow="sendMessage()">发送</button> <button notallow="clearMessage()">清空</button> <div id="messageDiv"></div> </div> </body> <script src="https://unpkg.com/mqtt/dist/mqtt.min.js"></script> <script> /** * EMQX websocket 连接地址 * @type { string} */ const url = ws://localhost:8083/mqtt; /** * 订阅的topic * @type { string} */ const topic = resty; /** * 连接到消息队列 */ let client = mqtt.connect(url); client.on(connect, function () { /** * 连接成功后订阅topic */ client.subscribe(topic, function (err) { if (!err) { showMessage("[订阅者][Topic主题]：" + topic + "成功 ！"); } }); }); /** * 获取订阅topic中的消息 */ client.on(message, function (topic, message) { showMessage("[订阅者][收到消息] ：" + message.toString()); }); /** * 发送消息 */ function sendMessage() { let targetTopic = document.getElementById("targetTopicInput").value; let message = document.getElementById("messageInput").value; // 向目标topic中发送消息 client.publish(targetTopic, message); showMessage("[发送消息给]" + targetTopic + "的消息 ：" + message); } /** * 从URL中获取参数 * @param name * @returns { null|string} */ function getQueryString(name) { let reg = new RegExp("(^|&)" + name + "=([^&]*)(&|$)", "i"); let r = window.location.search.substr(1).match(reg); if (r != null) { return decodeURIComponent(r[2]); } return null; } /** * 在消息列表中展示消息 * @param message */ function showMessage(message) { let messageDiv = document.getElementById("messageDiv"); let messageEle = document.createElement("div"); messageEle.innerText = message; messageDiv.appendChild(messageEle); } /** * 清空消息列表 */ function clearMessage() { let messageDiv = document.getElementById("messageDiv"); messageDiv.innerHTML = ""; } </script> </html>1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.49.50.51.52.53.54.55.56.57.58.59.60.61.62.63.64.65.66.67.68.69.70.71.72.73.74.75.76.77.78.79.80.81.82.83.84.85.86.87.88.89.90.91.92.93.94.95.96.

发送消息 ：

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接受消息：

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小结

根据官方文档我们知道publish和subscribe流程如何实现。对于subscribe由于需要实时获取来自硬件方面的数据或其他客户端的数据 ，因此subscribe需要以cli模式守护运行在系统后台。但是publish消息一般跟系统内的业务逻辑相关 。可以通过MQTT客户端和Websocket客户端发送消息。

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