本文环境基于AWSIOT 嵌入式C lib：
https://github.com/aws/aws-iot-device-sdk-embedded-C

环境：ubuntu
语言 : C

关于AWS IOT 基础操作可参见：https://blog.csdn.net/m0_37263637/article/details/80989986
关于AWS IOT 嵌入式lib基础使用：https://blog.csdn.net/m0_37263637/article/details/81113614

aws_iot_shadow_yield(device->mqttClient, 5);//接受消息的回调不return 这里就会阻塞住<br />影子的回调均在这个函数中触发

1 MQTT 遗言

MQTT遗言消息是指：一般是连接着代理程序的客户端预定义好 LWT（Last Will and Testament）的。如果客户端异常地断开连接，代理程序(the broker)将会广播 LWT 消息到所有订阅者的客户端中。也就是当设备异常断线后，server就会发布MQTT连接到server注册的遗言消息。而我们使用这个功能就可以用来判断IOT 是否异常离线。

2 AWS IOT 遗言消息

AWS IOT 下层实质上为MQTT实现，所以同样支持mqtt遗言机制，在sample 我们可以做出相应修改进行测试。

2.1 下载相关源码并编译

2.1.1 先到github 下载aws-iot-c源码：

https://github.com/aws/aws-iot-device-sdk-embedded-C

2.1.2 准备mbedTLS

https://tls.mbed.org/download/start/mbedtls-2.11.0-apache.tgz
下载 mbedTLS lib,解压并将mbedTLS中内容放到aws-iot-device-sdk-embedded-C/external_libs/mbedTLS目录下

2.1.3 准备 CppUTest

https://github.com/cpputest/cpputest/releases/tag/v3.6
下载 tar包，解压并CppUTest中内容放到aws-iot-device-sdk-embedded-C/external_libs/CppUTest目录下

2.1.4 测试编译

cd samples/linux/subscribe_publish_sample
sudo make

编译后生成 subscribe_publish_sample 可执行文件，尝试执行

报错，正常因为没有配置正确终端节点及证书

2.2 修改源码配置事务及证书

在AWS IOT 控制台创建事物并获取相应事物证书并配置权限，可参见：https://blog.csdn.net/m0_37263637/article/details/80989986
创建好事物和证书后，注意这CA证书要中国区的

2.2.1 配置证书

将aws iot后台创建的设备时下载的证书及对应root证书复制到aws-iot-device-sdk-embedded-C/certs目录下

2.2.2 修改aws sample config

到aws-iot-device-sdk-embedded-C/samples/linux/subscribe_publish_sample目录下修改配置aws_iot_config.h 配置相应事物信息，找到如下字段

#define AWS_IOT_MQTT_HOST              "" ///< Customer specific MQTT HOST. The same will be used for Thing Shadow
#define AWS_IOT_MQTT_PORT              443 ///< default port for MQTT/S
#define AWS_IOT_MQTT_CLIENT_ID         "c-sdk-client-id" ///< MQTT client ID should be unique for every device
#define AWS_IOT_MY_THING_NAME          "AWS-IoT-C-SDK" ///< Thing Name of the Shadow this device is associated with
#define AWS_IOT_ROOT_CA_FILENAME       "rootCA.crt" ///< Root CA file name
#define AWS_IOT_CERTIFICATE_FILENAME   "cert.pem" ///< device signed certificate file name
#define AWS_IOT_PRIVATE_KEY_FILENAME   "privkey.pem" ///< Device private key filename

//说明
//AWS_IOT_MQTT_HOST：终端节点，AWSIOT 控制台 - 设置- 专有终端节点 可以看到终端节点域名
// AWS_IOT_MQTT_CLIENT_ID：clientID ，AWS后台-具体某个事物-事物 ARN
// AWS_IOT_MY_THING_NAME：事物名，AWS后台-具体某个事物-事物
// AWS_IOT_ROOT_CA_FILENAME ： CA证书名，即1中拷贝进去的CA证书文件名
// AWS_IOT_CERTIFICATE_FILENAME: IOT 设备证书，即1 中拷贝进去的设备证书文件名
// AWS_IOT_PRIVATE_KEY_FILENAME：IOT设备私匙，即1 中拷贝进去的设备私匙文件名

//配置完成后可能是这样
// =================================================
#define AWS_IOT_MQTT_HOST              "xxxxxxxxxxxxx.ats.iot.cn-north-1.amazonaws.com.cn" ///< Customer specific MQTT HOST. The same will be used for Thing Shadow
#define AWS_IOT_MQTT_PORT              443 ///< default port for MQTT/S
#define AWS_IOT_MQTT_CLIENT_ID         "AWSIOTTESTLWT" ///< MQTT client ID should be unique for every device
#define AWS_IOT_MY_THING_NAME 		     "AWSIOTTESTLWT" ///< Thing Name of the Shadow this device is associated with
#define AWS_IOT_ROOT_CA_FILENAME       "root-CA.crt" ///< Root CA file name
#define AWS_IOT_CERTIFICATE_FILENAME   "1e44fc1711-certificate.pem.crt" ///< device signed certificate file name
#define AWS_IOT_PRIVATE_KEY_FILENAME   "1e44fc1711-private.pem.key" ///< Device private key filename
// =================================================

配置好了只有可以测试sample是否可用

2.2.3 测试sample 是否可用

执行
./subscribe_publish_sample

出现如下结果即AWS IOT 配置成功

2.3 修改源码添加遗言消息

修改samples/linux/subscribe_publish_sample/subscribe_publish_sample.c 185行
屏蔽 connectParams.isWillMsgPresent = false;
添加以下内容

  connectParams.isWillMsgPresent = true;  // This needs to be set to true so that server will continue parsing the packet and look for last will configuration
  connectParams.will = iotMqttWillOptionsDefault; // This also configure the last will to be QoS0
  connectParams.will.pTopicName = "AWSIOTLWTTEST";
  connectParams.will.topicNameLen = strlen("AWSIOTLWTTEST");
  connectParams.will.pMessage = "AndyLi test  my  awsiot device last will message!";
  connectParams.will.msgLen = strlen("AndyLi test  my  awsiot device last will message!");

也就是

以上代码则是打开遗言消息。
消息topic 为AWSIOTLWTTEST
消息内容为AndyLi test my awsiot device last will message!

重新编译并执行程序

测试在AWSIOT 控制台测试一栏订阅AWSIOTLWTTEST 消息：

点击订阅主题后，执行 ./subscribe_publish_sample 启动成功后杀掉进程，可以看到后台收到了对应遗言消息

这里遗言消息功能就测试完毕了。

3 设备影子使用遗言实现离线检测功能

因为遗言机制是基于MQTT的本身协议机制实现，而通常用于管理设备状态都是用于设备影子（shadow）实现，所以很自然的想到，当设备异常离线后，如果能通过遗言消息去更新设备影子中的某个字段来表示是否离线。而AWS 官方文档中也提出了该种方案，但描述不够具体且不能通配所有设备，给使用者带来一定困扰，需要进行一定程度改造才能使用。

链接：https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/iot/latest/developerguide/device-shadow-data-flow.html

在设备影子中使用遗言更新shadow标志位流程如下：
主要流程分为三步：

定义一个shadow属性作为设备离线标志位，每次代码运行时做出响应更新
修改AWS IOT aws-iot-device-sdk-embedded-C lib源码以支持shadow 可传入遗言消息参数。通过控制台监听遗言消息判断是否遗言消息发送成功。
配置AWSIOT规则引擎，当收到遗言消息重新发布shadow更新请求。

3.1 在事物影子中定义一个字段表示状态

在AWS IOT Thing 后台中定义一个connected 属性标识设备在线/离线状态

{
  "reported": {
    "connected": "false"
  }
}

3.2 修改aws-iot-device-sdk-embedded-C 支持LWT消息

如2.2节中的内容修改LWT 遗言消息来触发规则引擎，
这里通2.2节但这里有所不同消息内容需要设置为特定的内容,通过规则引擎配置的规则后即会更新到设备影子中的connect字段

{
  "state": {
    "reported": {
      "connected": "false"
    }
  }
}

所以修改内容如下，这里用到CJSON 来封装上面这种消息格式：

 IOT_INFO("Connecting ...");

  cJSON *monitor1 = cJSON_CreateObject();
	cJSON *state1 = cJSON_CreateObject();
  cJSON *reported1 = cJSON_CreateObject();
	cJSON_AddStringToObject(reported1, "connected", "false");
	cJSON_AddItemToObject(state1, "reported", reported1);
	cJSON_AddItemToObject(monitor1, "state", state1);

	char* stringCJson = cJSON_PrintUnformatted(monitor1);//生成JSON PrintUnformatted函数为不格式化生成，生成一个紧凑的json字串
   if (stringCJson == NULL) {
        fprintf(stderr, "Failed to print monitor.\n");
   }

	int str_len = strlen(stringCJson);
  
  char* thingName = "AWSIOTTESTLWT";
  connectParams.isWillMsgPresent = true;  // This needs to be set to true so that server will continue parsing the packet and look for last will configuration
  connectParams.will = iotMqttWillOptionsDefault; // This also configure the last will to be QoS0
 
  connectParams.will.pTopicName  = (char *)malloc(50+22);  //开辟一个空间存储消息
  sprintf(connectParams.will.pTopicName , "/things/%s/shadow/update", thingName);
  connectParams.will.topicNameLen = strlen(connectParams.will.pTopicName);
  
	connectParams.will.pMessage = malloc(str_len);
  strcpy(connectParams.will.pMessage, stringCJson);
  connectParams.will.msgLen = strlen(connectParams.will.pMessage);
	
  cJSON_free(stringCJson);
  cJSON_Delete(monitor1);

3.3 配置AWS IOT规则引擎

在AWS IOT控制台选择行动，点击创建规则

填入规则名及描述,填入SQL语句筛选出相应LWT消息，比如按照上面流程来的SQL 语句如下

SELECT * FROM '/things/+/shadow/update'

我们需要筛选出3.2中我们发送的的LWT消息。即/thing/ThingName/shadow/update 消息，上诉代码使用+号进行通配。筛选出符合动态ThingName的消息，而不是固定的ThingName。

配置筛选出相应LWT消息SQL语句后，应该为触发这消息添加相关的后续处理，添加下面的添加操作，选择将消息重新发布到 AWS IoT主题，去更新对应的设备shadow中的字段。这里主题需要修改该为更新shadow的消息（发送$aws/things/ThingName/shadow/update）则会进行更新对应事物shadow，请填入下面字段中的内容，这里可能需要相应的权限，需要去IAM中创建。

$$aws${topic()}

添加好的规则如下图：

添加好，保存规则即可开始测试。
测试当你杀掉IOT 程序时，离线标志位connected就会被更新为false。达到预期效果。

3.4 测试

我们在控制台订阅MQTT消息看杀掉程序是否收到遗言消息：

good 收到了我们先要的遗言消息，既然收到了这个遗言消息，如果规则引擎有效就会将该消息转换成更新shadow的消息 $aws/things/ThingName/shadow/update，这里订阅下这个消息尝试一下：
同样也收到了对应的消息，最后看下shadow的行为。先将shadow中connect 更改为true。（PS:这其实也是IOT的行为，当程序启动时应该更新shadow 中的connected 属性为true）。

运行程序，然后杀掉程序。可以看到connected 从true 编程false。到这里我们就完成了AWS IOT 利用MQTT消息实现离线检测功能。

3.5 遗言消息的行为

我们在配置MQTT时，其中在下层有一个属性keepAliveIntervalInSec

ConnectParams->keepAliveIntervalInSec = 600; // NOTE: Temporary fix

如果是手动杀掉会立刻触发遗言消息，而如果是断网，设备掉电，则则会更根据这个属性来触发遗言消息。
比如默认设置是600s。即设备异常10分钟后才会触发遗言消息。

4 测试code

环境：X86 Linux gcc
github: https://github.com/CollapsarLi/aws_iot_c_shadow_lwt_sample.git
把github中的代码放到samples/linux/subscribe_publish_sample 目录下覆盖原sample 并参照2.2.2 中配置aws_iot_config 及 AWSIOT 控制台规则引擎。进行测试。
好用请start (#^.#)

AWS IOT 离线检测功能(MQTT 遗言)

1 MQTT 遗言

2 AWS IOT 遗言消息

2.1 下载相关源码并编译

2.1.1 先到github 下载aws-iot-c源码：

2.1.2 准备mbedTLS

2.1.3 准备 CppUTest

2.1.4 测试编译

2.2 修改源码配置事务及证书

2.2.1 配置证书

2.2.2 修改aws sample config

2.2.3 测试sample 是否可用

2.3 修改源码添加遗言消息

3 设备影子使用遗言实现离线检测功能

3.1 在事物影子中定义一个字段表示状态

3.2 修改aws-iot-device-sdk-embedded-C 支持LWT消息

3.3 配置AWS IOT规则引擎

3.4 测试

3.5 遗言消息的行为

4 测试code

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