Qt开发笔记：mqtt介绍、QtMqtt编译和开发环境搭建

转载自：https://blog.csdn.net/qq21497936/article/details/91463870

目录

MQTT协议简介

设计原则

特点

发布/订阅者模式

MQTT服务器

MQTT协议中的方法

Qt搭建MQTT编程环境

介绍

下载mqtt

编译mqtt（注意：使用release编译）

部署mqtt模块到qt

头文件（include）

库文件（lib）

动态库文件/运行库文件（lib）

模块配置文件

帮助文件

测试

模块化

创建mqttDemo

模块化构架封装MqttClient类

后续

          Qt开发笔记：mqtt介绍、QtMqtt编译和开发环境搭建
 

前话
       业务需求，需要使用到mqtt协议（中间件）。

 

MQTT协议简介
        MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/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，由IBM在1999年发布。MQTT最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。

 

设计原则
精简，不添加可有可无的功能；
发布/订阅（Pub/Sub）模式，方便消息在传感器之间传递；
允许用户动态创建主题，零运维成本；
把传输量降到最低以提高传输效率；
把低带宽、高延迟、不稳定的网络等因素考虑在内；
支持连续的会话控制；
理解客户端计算能力可能很低；
提供服务质量管理；
假设数据不可知，不强求传输数据的类型与格式，保持灵活性。
 

特点
使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合
这一点很类似于XMPP，但是MQTT的信息冗余远小于XMPP，,因为XMPP使用XML格式文本来传递数据。

对负载内容屏蔽的消息传输
使用TCP/IP提供网络连接
主流的MQTT是基于TCP连接进行数据推送的，但是同样有基于UDP的版本，叫做MQTT-SN。这两种版本由于基于不同的连接方式，优缺点自然也就各有不同了。

有三种消息发布服务质量
"至多一次"，消息发布完全依赖底层TCP/IP网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送。这一种方式主要普通APP的推送，倘若你的智能设备在消息推送时未联网，推送过去没收到，再次联网也就收不到了。
"至少一次"，确保消息到达，但消息重复可能会发生。
"只有一次"，确保消息到达一次。在一些要求比较严格的计费系统中，可以使用此级别。在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。这种最高质量的消息发布服务还可以用于即时通讯类的APP的推送，确保用户收到且只会收到一次。
小型传输，开销小
（固定长度的头部是2字节），协议交换最小化，以降低网络流量。非常适合"在物联网领域，传感器与服务器的通信，信息的收集"，嵌入式设备的运算能力和带宽都相对薄弱，使用这种协议来传递消息再适合不过了。

客户端异常中断的机制。
Last Will：即遗言机制，用于通知同一主题下的其他设备发送遗言的设备已经断开了连接。
Testament：遗嘱机制，功能类似于Last Will。
 

发布/订阅者模式
        MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的，这些特点使它适用范围非常广泛。在很多情况下，包括受限的环境中，如：机器与机器（M2M）通信和物联网（IoT）。其在，通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用。

         

从图上MQTT有三种角色的存在：

Broker代理：很多人理解为中间件，当然可以这样子认为。他就是一个中间件。用于处理信息并发送到相应的订阅者。
发布者：用于发布信息到代理上面。注意：发布者也可以是订阅者。
订阅者：就是用于接受信息的客户端。
 

MQTT服务器
        MQTT服务器以称为"消息代理"（Broker），可以是一个应用程序或一台设备。它是位于消息发布者和订阅者之间，它可以：

接受来自客户的网络连接；
接受客户发布的应用信息；
处理来自客户端的订阅和退订请求；
向订阅的客户转发应用程序消息。
 

MQTT协议中的方法
        MQTT协议中定义了一些方法（也被称为动作），来于表示对确定资源所进行操作。这个资源可以代表预先存在的数据或动态生成数据，这取决于服务器的实现。通常来说，资源指服务器上的文件或输出。主要方法有：

Connect：等待与服务器建立连接
Disconnect：等待MQTT客户端完成所作的工作，并于服务器断开TCP/IP会话
Subscribe：等待完成订阅
UnSubscribe：等待服务器取消客户端的一个活多个和topics订阅
Publish：MQTT客户端发送消息请求，发送完成后返回应用程序线程
 

Qt搭建MQTT编程环境
介绍
       Qt在5,10版本开始支持mqtt，但是也没有集成到安装包里面，需要自己下载编译。

       笔者使用的qt开发版本为Qt5.9.3 MinGW32。

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

        MQTT的CSDN下载地址：https://download.csdn.net/download/qq21497936/11211403

        

编译mqtt（注意：使用release编译）
       打开工程文件，如下图：

       

       构建编译，出现如下错误：perl命令无效

      

直接百度perl win32或者perl x64，即有下载。下载的版本需要与qt的版本相符，比如qt是win32版本，则perl也要是win32版本才能正常编译

       下载安装perl：https://www.perl.org/get.html

       CSDN下载地址：https://download.csdn.net/download/qq21497936/11211646

       编译成功

       

       

 

部署mqtt模块到qt
       此处有三种方式，第一种是直接将源码代入工程，第二种是以模块的形式直接将其部署到qt的安装目录中去，第三种是直接添加库和头文件使用，我们使用将第二种方式，将其添加到Qt安装库的安装目录中去，分为以下几个方面

头文件（include）
       将qtmqtt/src/mqtt拷贝到Qt5.9.3/5.9.3/mingw53_32/include，并删除mqtt目录下的所有非头文件，如下图：

      

库文件（lib）
       将mqtt编译出来的lib目录下的2个dll和2个prl拷贝到Qt5.9.3/5.9.3/mingw53_32/lib，如下图：

      

       必须拷贝.a,否则使用时会报错如下：

       

动态库文件/运行库文件（lib）
       将mqtt编译出来的bin目录下的2个dll拷贝到Qt5.9.3/5.9.3/mingw53_32/bin，如下图：

       

       (注意：bin下的2个dll其实与lib下的2个dll是一模一样的)

模块配置文件
       将mqtt编译出来的mkspecs\modules下的pri文件拷贝到Qt5.9.3/5.9.3/mingw53_32/mkspecs/modules

帮助文件
       参考官网帮助文件，或者下载5.10版本的帮助文件，官网文档：

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

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

测试
       新建一个工程，在工程中引入mqtt，引入模块：

QT += mqtt
       包含类头文件：

#include <QtMqtt/QtMqtt>
       如下图：

       

编译成功

      
 

模块化
创建mqttDemo
           

 

模块化构架封装MqttClient类
         

        至此开发环境和工程模板搭建完成，打成完整包：

        

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

       

       

       下载地址：https://download.csdn.net/download/qq21497936/11212450

 

后续
      下一篇会封装带基础功能的QtMqttClient类

 

Qt官方MQTT库的使用，附一个MqttClient例子

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

修改说明：

修改时间：2019年5月31日

修改内容：mqtt库编译的说明

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开发环境：win7 64 + Qt5.9

记录时间：2018年3月11日 00:48:42

联系邮箱: [email protected]（有问题发我邮件）

一：前言

　　最近在调试Mqtt通讯基础上的加密，但因为Mqtt服务器是大家公用的，不能修改，所以就决定写一个Mqtt的客户端，与自己的开发板之间通信，使用客户端模拟服务器的加密。因为自己在图形编程中，自己对Qt比较熟悉，因此选择了Qt进行编程。但后来发现Qt没有集成Mqtt的组件，而使用网上大部分网友说说的emqtt作为Mqtt库的话，虽然编译没有问题，但发现使用qmqtt虽然可以连接公司的Mqtt服务器，但不能通讯。后来上Y_o_u_T_u_b_e搜索了一下，看见有Qt官方介绍Mqtt的视频，研究并写了一个小Demo测试，发现可以使用，在文末会提供下载测试。在此，便简单介绍一下，更多功能欢迎大家一起研究。

二：资料

介绍地址:https://codereview.qt-project.org/#/admin/projects/qt/qtmqtt
源码下载：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：编译生成QtMqtt的库

修改说明

当前Qt已经将MQTT的代码上传至github，在使用这个版本进行库生成时，有些许差异。特此说明

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

下载后，打开最外层的 qtmqtt.pro项目进行构建即可。  构建中会报文件找不到的错误。如  <QtMqtt/qmqttglobal.h>等文件，

按照这种写法，文件应该在Qt按照路径下，但文件是存在 项目的 src\mqtt 路径下。因此，在Qt安装路径的头文件目录下，新建QtMqtt目录，将对应文件放入，重新编译即可得到库。

---

 

 

3.1  git clone https://codereview.qt-project.org/qt/qtmqtt 下载源码到本地

3.2 打开qtmqtt文件夹下的qtmqtt.pro工程

3.3 重新构建qtmqtt.pro

3.4 构建成功后，将输出文件夹中的include和lib文件夹复制到其他地方

3.4 将lib文件夹下除了libQt5Mqtt.a、libQt5Mqttd.a、Qt5Mqtt.dll、Qt5Mqttd.dll四个文件之外的文件删除

3.5 将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内的头文件只是指向了

qtmqtt\src\mqtt中的头文件)

四：新建自己的工程来使用QtMqtt的库

4.1 新建一个Qt工程，基于Qidget，不使用系统生成UI

4.2将第三步获得的lib和include文件夹复制到新工程的文件夹下。

4.3 修改.pro文件：

增加network模块
QT += core gui network

增加头文件搜索路径
INCLUDEPATH += ./include

增加库

4.4 根据 https://doc.qt.io/QtMQTT/qtmqtt-simpleclient-example.html 中的例子，简单写了一个先服务器发布消息的小Demo

转存失败重新上传取消

 

转存失败重新上传取消

转存失败重新上传取消

五：代码

 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;//连接MQTT服务器
    QPushButton * btnPublish;//发布消息
    QLabel * qlbHostNameTag;
    QLabel * qlbHostPortTag;
    QLabel * qlbPubLishTopicTag;
    QLabel * qlbPublishMessageTag;
    QLineEdit * qleHostName;
    QLineEdit * qleHostPort;
    QLineEdit * qlePublishTopic;
    QLineEdit * qlePublishMessage;

private:
    QMqttClient * m_client;//mqtt client指针

private slots:
    void on_btnConnect_clicked(void);//连接MQTT服务器槽函数
    void on_btnPublish_clicked(void);//发布消息槽函数

};

#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()
{
    //未连接服务器则连接
    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 {//断开连接
        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：代码下载

点我下载QMqttClientTool