#开发板漂流计划#小车控制由简入繁之MQTT控制原创精华

Soon_L

发布于 2021-10-13 23:11

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1. 简介

#开发板漂流计划#小车控制由简入繁之按键控制
 #开发板漂流计划#小车控制由简入繁之UDP控制
本文在前面两篇帖子的基础上，在Openharmony3.0上实现小车上电后自动连接到指定WIFI，并与指定的MQTT Broker建立链接、订阅小车控制“carControl”主题。电脑Windows系统下使用paho软件连接到相同的MQTT Broker，通过发送主题为“carControl”的消息来控制小车状态。

阅读本文前，推荐阅读连志安老师的以下文章：

MQTT 协议开发入门 - MQTT 简述、设计规范、主要特性、协议原理、协议数据包结构
如何在鸿蒙系统中移植 Paho-MQTT 实现MQTT协议- 基于openharmony1.0移植Paho-MQTT教程
在鸿蒙系统上使用MQTT编程-对应连老师Gitee仓库 harmony_mqtt的使用介绍，本文基于这个版本实现MQTT控制小车

本文主要分享MQTT Broker的搭建、在Openharmony3.0上如何使用harmony_mqtt、并实现MQTT控制小车的Demo。

2. 在Ubuntu20.04虚拟机安装mosquitto搭建Broker

安装前请确保你的Ubuntu能正常上网并且局网内可以访问到。

2.1 Ubuntu下mosquitto 安装

安装指令如下:

sudo apt-get install mosquitto
sudo apt-get install mosquitto-clients
sudo apt-get install mosquitto-dev
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2.2 安装完成后可以用以下指令查看状态

service mosquitto status
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正常状态显示如下
#开发板漂流计划#小车控制由简入繁之MQTT控制-鸿蒙开发者社区

这样子测试用的Broker就搭建好了，Broker的IP地址就是你Ubuntu局域网中的IP,端口默认1883，如果搭建有问题欢迎留言交流。

3.在Openharmony3.0上如何使用harmony_mqtt
3.1 让harmony_mqtt成功编译
3.1.1 将harmony_mqtt 下载到Openharmony3.0源码third_party目录下并重命名为pahomqtt

可以用git clone 下载后重命名也可以下载压缩包后解压。如下图Z:\ohos300_iot\是我Openharmony3.0源码的根目录
#开发板漂流计划#小车控制由简入繁之MQTT控制-鸿蒙开发者社区

3.1.2 将pahomqtt添加到hispark_pegasus编译

修改device\hisilicon\hispark_pegasus\sdk_liteos\BUILD.gn在lite_component(“sdk”)中添加"//third_party/pahomqtt:pahomqtt_static"
(注意：此处修改的BUILD.gn 和Openharmony1.0 版本有区别，1.0 路径是vendor\hisi\hi3861\hi3861\BUILD.gn)

lite_component("sdk") {
  features = []

  deps = [
    "//build/lite/config/component/cJSON:cjson_static",
    "//device/hisilicon/hispark_pegasus/hi3861_adapter/kal",
    "//third_party/pahomqtt:pahomqtt_static",
  ]
}
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修改完成后重新执行编译后从编译日志中可以用mqtt看下log，修改成功会有以下信息。
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但是编译到最后会有错误提示如下，接下来就是修这个编译错误了。

3.1.3 修改编译错误

错误日志截取如下

[OHOS ERROR] riscv32-unknown-elf-ld: ohos/libs/libpahomqtt_static.a(libpahomqtt_static.MQTTLiteOS.o): in function `MutexInit':
[OHOS ERROR] MQTTLiteOS.c:(.text.MutexInit+0x0): multiple definition of `MutexInit'; ohos/libs/libdiscovery.a(libdiscovery.os_adapter.o):os_adapter.c:(.text.MutexInit+0x0): first defined here
[OHOS ERROR] riscv32-unknown-elf-ld: ohos/libs/libpahomqtt_static.a(libpahomqtt_static.MQTTLiteOS.o): in function `MutexLock':
[OHOS ERROR] MQTTLiteOS.c:(.text.MutexLock+0x0): multiple definition of `MutexLock'; ohos/libs/libdiscovery.a(libdiscovery.os_adapter.o):os_adapter.c:(.text.MutexLock+0x0): first defined here
[OHOS ERROR] riscv32-unknown-elf-ld: ohos/libs/libpahomqtt_static.a(libpahomqtt_static.MQTTLiteOS.o): in function `MutexUnlock':
[OHOS ERROR] MQTTLiteOS.c:(.text.MutexUnlock+0x0): multiple definition of `MutexUnlock'; ohos/libs/libdiscovery.a(libdiscovery.os_adapter.o):os_adapter.c:(.text.MutexUnlock+0x0): first defined here
[OHOS ERROR] scons: *** [output/bin/Hi3861_wifiiot_app.out] Error 1
[OHOS ERROR] BUILD FAILED!!!!
[OHOS ERROR] Failed building output/bin/Hi3861_wifiiot_app.out: Error 1
[OHOS ERROR] you can check build log in /home/soon/ohos300_iot/out/hispark_pegasus/wifiiot_hispark_pegasus/build.log
[OHOS ERROR] command: "/home/soon/ohostool_101/ninja/ninja -w dupbuild=warn -C /home/soon/ohos300_iot/out/hispark_pegasus/wifiiot_hispark_pegasus" failed
[OHOS ERROR] return code: 1
[OHOS ERROR] execution path: /home/soon/ohos300_iot
soon@soon-u20:~/ohos300_iot $ 

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我的修改方式是将
third_party\pahomqtt\MQTTClient-C\src\MQTTClient.c
third_party\pahomqtt\MQTTClient-C\src\liteOS\MQTTLiteOS.c
third_party\pahomqtt\MQTTClient-C\src\liteOS\MQTTLiteOS.h
这三个档案中的所有的

MutexInit(Mutex*);
MutexLock(Mutex*);
MutexUnlock(Mutex*);
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对应替换为

MqttMutexInit(Mutex*);
MqttMutexLock(Mutex*);
MqttMutexUnlock(Mutex*);
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这样子就能正常编译通过了

3.1.4 其他修改和修改后的代码

third_party\pahomqtt\BUILD.gn中以下三个有没有并不会影响编译/使用，所以我把他拿掉了。

        "MQTTClient-C\src\liteOS",
        "//vendor/hisi/hi3861/hi3861/third_party/lwip_sack/include",
        "//kernel/liteos_m/components/cmsis/2.0",
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修改后的代码可以直接从附件下载或者从码云 https://gitee.com/soonliao/pahomqtt 下载。

3.2 MQTT控制小车代码的实现
3.2.1 applications\sample\wifi-iot\app\car_mqtt\BUILD.gn 的修改

在应用的BUILD.gn添加以下三行内容才能调用到pahomqtt的相关函数

static_library("car_mqtt") {
    sources = [
        ......
    ]

    include_dirs = [
        ......    
        "//third_party/pahomqtt:pahomqtt_static",
        "//third_party/pahomqtt/MQTTPacket/src",
        "//third_party/pahomqtt/MQTTClient-C/src",
    ]
}
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3.2.2 MQTT 初始化主题订阅

主要在以下函数实现，详细的说明可以参考在鸿蒙系统上使用MQTT编程

#include "MQTTClient.h"


#define MQTT_BROKER                "192.168.123.230"//改成你的MQTT Broker 地址
#define MQTT_PORT                  1883

MQTTMessage ackmsg;
int needAck = 0;

struct opts_struct
{
	char* clientid;
	int nodelimiter;
	char* delimiter;
	enum QoS qos;
	char* username;
	char* password;
	char* host;
	int port;
	int showtopics;
} 
opts =
{
	(char*)"stdout-subscriber", 0, (char*)"\n", QOS2, NULL, NULL, (char*)MQTT_BROKER, MQTT_PORT, 1
};

unsigned char buf[100];
unsigned char readbuf[100];

int car_mqtt(void)
{
	int rc = 0;
	
	MQTTMessage pubmsg;
	//小车控制主题carControl
	char* topic = "carControl";

	if (strchr(topic, '#') || strchr(topic, '+'))
		opts.showtopics = 1;
	if (opts.showtopics)
		printf("topic is %s\n", topic);

	Network n;
	MQTTClient c;
	//网络初始化
	NetworkInit(&n);
	NetworkConnect(&n, opts.host, opts.port);
	//设置MQTT缓存和启动MQTT线程
	MQTTClientInit(&c, &n, 1000, buf, 100, readbuf, 100);
	MQTTStartTask(&c);
	//设置MQTT相关参数
	MQTTPacket_connectData data = MQTTPacket_connectData_initializer;       
	data.willFlag = 0;
	data.MQTTVersion = 3;
	data.clientID.cstring = opts.clientid;
	data.username.cstring = opts.username;
	data.password.cstring = opts.password;

	data.keepAliveInterval = 10;
	data.cleansession = 1;
	printf("Connecting to %s %d\n", opts.host, opts.port);
	//连接到MQTT服务器
	rc = MQTTConnect(&c, &data);
	printf("Connected %d\n", rc);
    //订阅主题和接收消息
    printf("Subscribing to %s\n", topic);
	rc = MQTTSubscribe(&c, topic, opts.qos, messageArrived);
	printf("Subscribed %d\n", rc);
	//状态变化后发布主题carStatus，消息内容ackmsg.payload
	memset(&ackmsg, '\0', sizeof(ackmsg));
  	ackmsg.payload = (void*)"ACK";
  	ackmsg.payloadlen = strlen((char*)ackmsg.payload);
  	ackmsg.qos = QOS0;
  	ackmsg.retained = 0;
  	ackmsg.dup = 0;	

	while (1)
	{
		if(needAck == 1)//收到消息后，发送主题carStatus并携带状态消息
		{
			needAck = 0;
			printf("Publish carStatus ackmsg %d %s \n", (int)ackmsg.payloadlen, (char*)ackmsg.payload);	
			MQTTPublish(&c, "carStatus", &ackmsg);
		}
		sleep(1);	
	}
	
	printf("Stopping\n");

	MQTTDisconnect(&c);
	NetworkDisconnect(&n);

	return 0;
}
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3.2.1 小车控制代码

通过MQTTSubscribe(&c, topic, opts.qos, messageArrived);注册messageArrived回调实现，代码如下

void messageArrived(MessageData* md)
{

	MQTTMessage* message = md->message;

	memset(&ackmsg, '\0', sizeof(ackmsg));
  	ackmsg.qos = QOS0;
  	ackmsg.retained = 0;
  	ackmsg.dup = 0;

	if (opts.showtopics)
		printf("%.*s\t", md->topicName->lenstring.len, md->topicName->lenstring.data);
	if (opts.nodelimiter)
		printf("%.*s\n", (int)message->payloadlen, (char*)message->payload);
	else
		printf("%.*s%s\n", (int)message->payloadlen, (char*)message->payload, opts.delimiter);

    if(strncmp("forward", message->payload, 7)== 0) {
        needAck = 1;
        car_go_forward();
  	    ackmsg.payload = (void*)"forward";
    }
    if(strncmp("back", message->payload, 4) == 0) {
        needAck = 1;
        car_go_back();
  	    ackmsg.payload = (void*)"back";
    }
    if(strncmp("left", message->payload, 4) == 0) {
        needAck = 1;
        car_turn_left();
  	    ackmsg.payload = (void*)"left";
    }
    if(strncmp("right", message->payload, 5) == 0) {
        needAck = 1;
        car_turn_right();
  	    ackmsg.payload = (void*)"right";
    }
    if(strncmp("stop", message->payload, 4) == 0) {
        needAck = 1;
        car_stop();
  	    ackmsg.payload = (void*)"stop";
    }
    if(needAck == 1) {
  	    ackmsg.payloadlen = strlen((char*)ackmsg.payload);
    }
}

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4.编译及测试
4.1 小车控制代码的编译

完整的代码请见附件或者Gitee https://gitee.com/soonliao/car_mqtt，使用方式如下

4.1.1 将car_mqtt解压或者git clone 到applications\sample\wifi-iot\app\路径下

#开发板漂流计划#小车控制由简入繁之MQTT控制-鸿蒙开发者社区

4.1.2 修改applications\sample\wifi-iot\app\BUILD.gn

import("//build/lite/config/component/lite_component.gni")

lite_component("app") {
    features = [
        "car_mqtt",
    ]
}
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4.1.3 修改WIFI SSID、密码及MQTT Broker IP

修改applications\sample\wifi-iot\app\car_mqtt\src\car_main.c

#define WIFI_SSID                  "SSIDABCD"//WIFI账号
#define WIFI_PW                    "MIMA1234"//WIFI密码
#define MQTT_BROKER                "192.168.123.230"//改成你的MQTT Broker 地址
#define MQTT_PORT                  1883//改成你的MQTT Broker 端口，默认1883
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4.1.4 开启PWM 功能，开启方式如下

电机驱动会用到PWM 模块所以要开启
device/hisilicon/hispark_pegasus/sdk_liteos/build/config/usr_config.mk

 CONFIG_PWM_SUPPORT is not set
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改为

CONFIG_PWM_SUPPORT=y
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加上第3部分中的pahomqtt相关修改，整个Demo就可以编译通了。

4.2 小车控制代码的测试
4.2.1 从串口log查看

成功连接WIFI，且连上MQTT Broker订阅主题的log如下

4.2.2 电脑Windows系统下paho软件发送测试指令

测试软件在附件，或者参考连老师的说明下载，控制指令支持前进“forward”、后退“back”、右转“right”、左转“left”、停止“stop”，在小车成功执行指令后会返回一条carStatus的主题并携带状态消息。
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接收到指令后串口会有以下打印