Qt開發筆記：mqtt介紹、QtMqtt編譯和開發環境搭建

轉載自：https://blog.csdn.net/qq21497936/article/details/91463870

目錄

MQTT協議簡介

設計原則

特點

發佈/訂閱者模式

MQTT服務器

MQTT協議中的方法

Qt搭建MQTT編程環境

介紹

下載mqtt

編譯mqtt（注意：使用release編譯）

部署mqtt模塊到qt

頭文件（include）

庫文件（lib）

動態庫文件/運行庫文件（lib）

模塊配置文件

幫助文件

測試

模塊化

創建mqttDemo

模塊化構架封裝MqttClient類

後續

          Qt開發筆記：mqtt介紹、QtMqtt編譯和開發環境搭建
 

前話
       業務需求，需要使用到mqtt協議（中間件）。

 

MQTT協議簡介
        MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息隊列遙測傳輸協議），是一種基於發佈/訂閱（publish/subscribe）模式的"輕量級"通訊協議，該協議構建於TCP/IP協議上，由IBM在1999年發佈。MQTT最大優點在於，可以以極少的代碼和有限的帶寬，爲連接遠程設備提供實時可靠的消息服務。作爲一種低開銷、低帶寬佔用的即時通訊協議，使其在物聯網、小型設備、移動應用等方面有較廣泛的應用。

 

設計原則
精簡，不添加可有可無的功能；
發佈/訂閱（Pub/Sub）模式，方便消息在傳感器之間傳遞；
允許用戶動態創建主題，零運維成本；
把傳輸量降到最低以提高傳輸效率；
把低帶寬、高延遲、不穩定的網絡等因素考慮在內；
支持連續的會話控制；
理解客戶端計算能力可能很低；
提供服務質量管理；
假設數據不可知，不強求傳輸數據的類型與格式，保持靈活性。
 

特點
使用發佈/訂閱消息模式，提供一對多的消息發佈，解除應用程序耦合
這一點很類似於XMPP，但是MQTT的信息冗餘遠小於XMPP，,因爲XMPP使用XML格式文本來傳遞數據。

對負載內容屏蔽的消息傳輸
使用TCP/IP提供網絡連接
主流的MQTT是基於TCP連接進行數據推送的，但是同樣有基於UDP的版本，叫做MQTT-SN。這兩種版本由於基於不同的連接方式，優缺點自然也就各有不同了。

有三種消息發佈服務質量
"至多一次"，消息發佈完全依賴底層TCP/IP網絡。會發生消息丟失或重複。這一級別可用於如下情況，環境傳感器數據，丟失一次讀記錄無所謂，因爲不久後還會有第二次發送。這一種方式主要普通APP的推送，倘若你的智能設備在消息推送時未聯網，推送過去沒收到，再次聯網也就收不到了。
"至少一次"，確保消息到達，但消息重複可能會發生。
"只有一次"，確保消息到達一次。在一些要求比較嚴格的計費系統中，可以使用此級別。在計費系統中，消息重複或丟失會導致不正確的結果。這種最高質量的消息發佈服務還可以用於即時通訊類的APP的推送，確保用戶收到且只會收到一次。
小型傳輸，開銷小
（固定長度的頭部是2字節），協議交換最小化，以降低網絡流量。非常適合"在物聯網領域，傳感器與服務器的通信，信息的收集"，嵌入式設備的運算能力和帶寬都相對薄弱，使用這種協議來傳遞消息再適合不過了。

客戶端異常中斷的機制。
Last Will：即遺言機制，用於通知同一主題下的其他設備發送遺言的設備已經斷開了連接。
Testament：遺囑機制，功能類似於Last Will。
 

發佈/訂閱者模式
        MQTT是一個基於客戶端-服務器的消息發佈/訂閱傳輸協議。MQTT協議是輕量、簡單、開放和易於實現的，這些特點使它適用範圍非常廣泛。在很多情況下，包括受限的環境中，如：機器與機器（M2M）通信和物聯網（IoT）。其在，通過衛星鏈路通信傳感器、偶爾撥號的醫療設備、智能家居、及一些小型化設備中已廣泛使用。

         

從圖上MQTT有三種角色的存在：

Broker代理：很多人理解爲中間件，當然可以這樣子認爲。他就是一箇中間件。用於處理信息併發送到相應的訂閱者。
發佈者：用於發佈信息到代理上面。注意：發佈者也可以是訂閱者。
訂閱者：就是用於接受信息的客戶端。
 

MQTT服務器
        MQTT服務器以稱爲"消息代理"（Broker），可以是一個應用程序或一臺設備。它是位於消息發佈者和訂閱者之間，它可以：

接受來自客戶的網絡連接；
接受客戶發佈的應用信息；
處理來自客戶端的訂閱和退訂請求；
向訂閱的客戶轉發應用程序消息。
 

MQTT協議中的方法
        MQTT協議中定義了一些方法（也被稱爲動作），來於表示對確定資源所進行操作。這個資源可以代表預先存在的數據或動態生成數據，這取決於服務器的實現。通常來說，資源指服務器上的文件或輸出。主要方法有：

Connect：等待與服務器建立連接
Disconnect：等待MQTT客戶端完成所作的工作，並於服務器斷開TCP/IP會話
Subscribe：等待完成訂閱
UnSubscribe：等待服務器取消客戶端的一個活多個和topics訂閱
Publish：MQTT客戶端發送消息請求，發送完成後返回應用程序線程
 

Qt搭建MQTT編程環境
介紹
       Qt在5,10版本開始支持mqtt，但是也沒有集成到安裝包裏面，需要自己下載編譯。

       筆者使用的qt開發版本爲Qt5.9.3 MinGW32。

下載mqtt
        官方地址： https://codereview.qt-project.org/admin/repos/qt%2Fqtmqtt

        MQTT的CSDN下載地址：https://download.csdn.net/download/qq21497936/11211403

        

編譯mqtt（注意：使用release編譯）
       打開工程文件，如下圖：

       

       構建編譯，出現如下錯誤：perl命令無效

      

直接百度perl win32或者perl x64，即有下載。下載的版本需要與qt的版本相符，比如qt是win32版本，則perl也要是win32版本才能正常編譯

       下載安裝perl：https://www.perl.org/get.html

       CSDN下載地址：https://download.csdn.net/download/qq21497936/11211646

       編譯成功

       

       

 

部署mqtt模塊到qt
       此處有三種方式，第一種是直接將源碼代入工程，第二種是以模塊的形式直接將其部署到qt的安裝目錄中去，第三種是直接添加庫和頭文件使用，我們使用將第二種方式，將其添加到Qt安裝庫的安裝目錄中去，分爲以下幾個方面

頭文件（include）
       將qtmqtt/src/mqtt拷貝到Qt5.9.3/5.9.3/mingw53_32/include，並刪除mqtt目錄下的所有非頭文件，如下圖：

      

庫文件（lib）
       將mqtt編譯出來的lib目錄下的2個dll和2個prl拷貝到Qt5.9.3/5.9.3/mingw53_32/lib，如下圖：

      

       必須拷貝.a,否則使用時會報錯如下：

       

動態庫文件/運行庫文件（lib）
       將mqtt編譯出來的bin目錄下的2個dll拷貝到Qt5.9.3/5.9.3/mingw53_32/bin，如下圖：

       

       (注意：bin下的2個dll其實與lib下的2個dll是一模一樣的)

模塊配置文件
       將mqtt編譯出來的mkspecs\modules下的pri文件拷貝到Qt5.9.3/5.9.3/mingw53_32/mkspecs/modules

幫助文件
       參考官網幫助文件，或者下載5.10版本的幫助文件，官網文檔：

        幫助文件：https://doc.qt.io/QtMQTT/qtmqtt-index.html

        示例：https://doc.qt.io/QtMQTT/qtmqtt-examples.html

測試
       新建一個工程，在工程中引入mqtt，引入模塊：

QT += mqtt
       包含類頭文件：

#include <QtMqtt/QtMqtt>
       如下圖：

       

編譯成功

      
 

模塊化
創建mqttDemo
           

 

模塊化構架封裝MqttClient類
         

        至此開發環境和工程模板搭建完成，打成完整包：

        

        此處提供傻瓜式qt5.9.3_ming32-32-mqtt-realse版本部署：

       

       

       下載地址：https://download.csdn.net/download/qq21497936/11212450

 

後續
      下一篇會封裝帶基礎功能的QtMqttClient類

 

Qt官方MQTT庫的使用，附一個MqttClient例子

https://www.cnblogs.com/yexiaopeng/p/8542894.html

修改説明：

修改時間：2019年5月31日

修改內容：mqtt庫編譯的説明

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開發環境：win7 64 + Qt5.9

記錄時間：2018年3月11日 00:48:42

聯繫郵箱: [email protected]（有問題發我郵件）

一：前言

　　最近在調試Mqtt通訊基礎上的加密，但因爲Mqtt服務器是大家公用的，不能修改，所以就決定寫一個Mqtt的客戶端，與自己的開發板之間通信，使用客戶端模擬服務器的加密。因爲自己在圖形編程中，自己對Qt比較熟悉，因此選擇了Qt進行編程。但後來發現Qt沒有集成Mqtt的組件，而使用網上大部分網友說說的emqtt作爲Mqtt庫的話，雖然編譯沒有問題，但發現使用qmqtt雖然可以連接公司的Mqtt服務器，但不能通訊。後來上Y_o_u_T_u_b_e搜索了一下，看見有Qt官方介紹Mqtt的視頻，研究並寫了一個小Demo測試，發現可以使用，在文末會提供下載測試。在此，便簡單介紹一下，更多功能歡迎大家一起研究。

二：資料

介紹地址:https://codereview.qt-project.org/#/admin/projects/qt/qtmqtt
源碼下載：git clone https://codereview.qt-project.org/qt/qtmqtt
Qt MQTT Examples：https://doc.qt.io/QtMQTT/qtmqtt-examples.html
Qt MQTT Client Example：https://doc.qt.io/QtMQTT/qtmqtt-simpleclient-example.html

三：編譯生成QtMqtt的庫

修改説明

當前Qt已經將MQTT的代碼上傳至github，在使用這個版本進行庫生成時，有些許差異。特此説明

github地址：https://github.com/qt/qtmqtt 

下載後，打開最外層的 qtmqtt.pro項目進行構建即可。  構建中會報文件找不到的錯誤。如  <QtMqtt/qmqttglobal.h>等文件，

按照這種寫法，文件應該在Qt按照路徑下，但文件是存在 項目的 src\mqtt 路徑下。因此，在Qt安裝路徑的頭文件目錄下，新建QtMqtt目錄，將對應文件放入，重新編譯即可得到庫。

---

 

 

3.1  git clone https://codereview.qt-project.org/qt/qtmqtt 下載源碼到本地

3.2 打開qtmqtt文件夾下的qtmqtt.pro工程

3.3 重新構建qtmqtt.pro

3.4 構建成功後，將輸出文件夾中的include和lib文件夾複製到其他地方

3.4 將lib文件夾下除了libQt5Mqtt.a、libQt5Mqttd.a、Qt5Mqtt.dll、Qt5Mqttd.dll四個文件之外的文件刪除

3.5 將include\QtMqtt 文件下除了qtmqttversion.h以外的.h文件，全部用qtmqtt\src\mqtt中同名的.h文件取代(include內的頭文件只是指向了

qtmqtt\src\mqtt中的頭文件)

四：新建自己的工程來使用QtMqtt的庫

4.1 新建一個Qt工程，基於Qidget，不使用系統生成UI

4.2將第三步獲得的lib和include文件夾複製到新工程的文件夾下。

4.3 修改.pro文件：

增加network模塊
QT += core gui network

增加頭文件搜索路徑
INCLUDEPATH += ./include

增加庫

4.4 根據 https://doc.qt.io/QtMQTT/qtmqtt-simpleclient-example.html 中的例子，簡單寫了一個先服務器發佈消息的小Demo

轉存失敗重新上傳取消

 

轉存失敗重新上傳取消

轉存失敗重新上傳取消

五：代碼

 1 //main.cpp
 2 #include "QMqttClientTool.h"
 3 #include <QApplication>
 4 
 5 int main(int argc, char *argv[])
 6 {
 7     QApplication a(argc, argv);
 8     QMqttClientTool w;
 9     w.show();
10 
11     return a.exec();
12 }

 

//QMqttClientTool.h
#ifndef QMQTTCLIENTTOOL_H
#define QMQTTCLIENTTOOL_H

#include <QWidget>
#include "QtMqtt/QMqttClient"
#include "QPushButton"
#include "QLineEdit"
#include "QLabel"

class QMqttClientTool : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    QMqttClientTool(QWidget *parent = 0);
    ~QMqttClientTool();

    QPushButton * btnConnect;//連接MQTT服務器
    QPushButton * btnPublish;//發佈消息
    QLabel * qlbHostNameTag;
    QLabel * qlbHostPortTag;
    QLabel * qlbPubLishTopicTag;
    QLabel * qlbPublishMessageTag;
    QLineEdit * qleHostName;
    QLineEdit * qleHostPort;
    QLineEdit * qlePublishTopic;
    QLineEdit * qlePublishMessage;

private:
    QMqttClient * m_client;//mqtt client指針

private slots:
    void on_btnConnect_clicked(void);//連接MQTT服務器槽函數
    void on_btnPublish_clicked(void);//發佈消息槽函數

};

#endif // QMQTTCLIENTTOOL_H

 

 

//QMqttClientTool.cpp
#include "QMqttClientTool.h"
#include "QDebug"
#include <QtWidgets/QMessageBox>
QMqttClientTool::QMqttClientTool(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{

    this->setMaximumSize(600,200);
    this->setMinimumSize(600,200);

    m_client             =  new QMqttClient(this);
    btnConnect           =  new QPushButton(this);
    btnPublish           =  new QPushButton(this);
    qlbHostNameTag       =  new QLabel(this);
    qlbHostPortTag       =  new QLabel(this);
    qlbPubLishTopicTag   =  new QLabel(this);
    qlbPublishMessageTag =  new QLabel(this);
    qleHostName          =  new QLineEdit(this);
    qleHostPort          =  new QLineEdit(this);
    qlePublishTopic      =  new QLineEdit(this);
    qlePublishMessage    =  new QLineEdit(this);
    QFont ft;
    ft.setPointSize(15);
    ft.setBold(1);

    qlbHostNameTag->move(6,6);
    qlbHostNameTag->setText("Host");
    qlbHostNameTag->setFont(ft);
    qlbHostNameTag->setMaximumSize(65,35);
    qlbHostNameTag->setMinimumSize(65,35);

    qleHostName->move(60,6);
    qleHostName->setFont(ft);
    qleHostName->setMaximumSize(200,35);
    qleHostName->setMinimumSize(200,35);

    qlbHostPortTag->move(270,6);
    qlbHostPortTag->setText("Port");
    qlbHostPortTag->setFont(ft);
    qlbHostPortTag->setMaximumSize(65,35);
    qlbHostPortTag->setMinimumSize(65,35);

    qleHostPort->move(324,6);
    qleHostPort->setFont(ft);
    qleHostPort->setMaximumSize(60,35);
    qleHostPort->setMinimumSize(60,35);

    btnConnect->move(390,6);
    btnConnect->setText("Connect");
    btnConnect->setFont(ft);
    btnConnect->setMaximumSize(120,35);
    btnConnect->setMinimumSize(120,35);

    qlbPubLishTopicTag->move(6,50);
    qlbPubLishTopicTag->setText("PublishTopic");
    qlbPubLishTopicTag->setFont(ft);
    qlbPubLishTopicTag->setMaximumSize(130,35);
    qlbPubLishTopicTag->setMinimumSize(130,35);

    qlePublishTopic->move(145,50);
    qlePublishTopic->setFont(ft);
    qlePublishTopic->setMaximumSize(240,35);
    qlePublishTopic->setMinimumSize(240,35);

    btnPublish->move(390,50);
    btnPublish->setText("Publish");
    btnPublish->setFont(ft);
    btnPublish->setMaximumSize(120,35);
    btnPublish->setMinimumSize(120,35);

    qlbPublishMessageTag->move(6,94);
    qlbPublishMessageTag->setText("PublishMessage");
    qlbPublishMessageTag->setFont(ft);
    qlbPublishMessageTag->setMaximumSize(160,35);
    qlbPublishMessageTag->setMinimumSize(160,35);

    qlePublishMessage->move(170,94);
    qlePublishMessage->setFont(ft);
    qlePublishMessage->setMaximumSize(400,35);
    qlePublishMessage->setMinimumSize(400,35);

    connect(btnConnect,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(on_btnConnect_clicked()));
    connect(btnPublish,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(on_btnPublish_clicked()));
}

QMqttClientTool::~QMqttClientTool()
{

}

void QMqttClientTool::on_btnConnect_clicked()
{
    //未連接服務器則連接
    if (m_client->state() == QMqttClient::Disconnected) {
        btnConnect->setText(tr("Disconnect"));
        m_client->setHostname(qleHostName->text());
        m_client->setPort(qleHostPort->text().toInt());
        qleHostName->setEnabled(false);
        qleHostPort->setEnabled(false);
        m_client->connectToHost();
    } else {//斷開連接
        btnConnect->setText(tr("Connect"));
        qleHostName->setEnabled(true);
        qleHostPort->setEnabled(true);
        m_client->disconnectFromHost();
    }
}

void QMqttClientTool::on_btnPublish_clicked()
{

    if (m_client->publish(qlePublishTopic->text(),qlePublishMessage->text().toUtf8()) == -1)
         QMessageBox::critical(this, QLatin1String("Error"), QLatin1String("Could not publish message"));
}

 

//QMqttClientTool.pro
#-------------------------------------------------
#
# Project created by QtCreator 2018-03-10T16:12:38
#
#-------------------------------------------------

QT       += core gui network

greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets

TARGET = QMqttClientTool
TEMPLATE = app

# The following define makes your compiler emit warnings if you use
# any feature of Qt which has been marked as deprecated (the exact warnings
# depend on your compiler). Please consult the documentation of the
# deprecated API in order to know how to port your code away from it.
DEFINES += QT_DEPRECATED_WARNINGS

# You can also make your code fail to compile if you use deprecated APIs.
# In order to do so, uncomment the following line.
# You can also select to disable deprecated APIs only up to a certain version of Qt.
#DEFINES += QT_DISABLE_DEPRECATED_BEFORE=0x060000    # disables all the APIs deprecated before Qt 6.0.0


SOURCES += \
        main.cpp \
        QMqttClientTool.cpp

HEADERS += \
        QMqttClientTool.h
INCLUDEPATH += ./include

win32:CONFIG(release, debug|release): LIBS += -L$$PWD/lib/ -lQt5Mqtt
else:win32:CONFIG(debug, debug|release): LIBS += -L$$PWD/lib/ -lQt5Mqttd

INCLUDEPATH += $$PWD/include
DEPENDPATH += $$PWD/include

win32-g++:CONFIG(release, debug|release): PRE_TARGETDEPS += $$PWD/lib/libQt5Mqtt.a
else:win32-g++:CONFIG(debug, debug|release): PRE_TARGETDEPS += $$PWD/lib/libQt5Mqttd.a
else:win32:!win32-g++:CONFIG(release, debug|release): PRE_TARGETDEPS += $$PWD/lib/Qt5Mqtt.lib
else:win32:!win32-g++:CONFIG(debug, debug|release): PRE_TARGETDEPS += $$PWD/lib/Qt5Mqttd.lib

六：代碼下載

點我下載QMqttClientTool