Mosquitto: 入門指南

如何開始使用 Mosquitto

👋 歡迎來到 Stackhero 文件！

Stackhero 提供即用型 Mosquitto MQTT cloud 解決方案，帶來多項優勢，包括：

無限的消息交換和傳輸。

通過外部 API 進行無限的設備認證。

在主題、用戶和操作上提供 高級 ACLs。

使用 HTTPS 保護的 可自訂域名（例如，https://mqtt.your-company.com）。

只需點擊即可輕鬆更新。

由 專用私有 VM 提供的最佳性能和強大 安全性。

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Mosquitto 是一個 MQTT broker，實現了 MQTT 協議（Message Queuing Telemetry Transport），專為 IoT 設備與伺服器之間的輕量級通信而設計。

在 Stackhero 上，Mosquitto 配置了 TLS 加密和用戶身份驗證，以提供安全的通信環境。

您可以在 https://github.com/stackhero-io/mosquittoGettingStarted 找到展示如何使用 Mosquitto 的實用代碼範例。

理解 MQTT 主題

MQTT 將通信組織為「主題」，這些主題充當發布和訂閱數據的通道。設備將消息發布到特定主題或訂閱它們以接收相關更新。

MQTT 主題的結構

MQTT 中的主題區分大小寫，必須包含 UTF-8 字符，並且至少需要一個字符。主題中的層次結構是使用斜線（/）字符定義的。

以下是 IoT 設備收集溫度和濕度數據的示例設置，通過其 MAC 地址識別：

對於 MAC 地址為 00:00:00:00:00:00 的設備：
- 溫度：devices/00:00:00:00:00:00/temperature
- 濕度：devices/00:00:00:00:00:00/humidity
對於 MAC 地址為 11:11:11:11:11:11 的設備：
- 溫度：devices/11:11:11:11:11:11/temperature
- 濕度：devices/11:11:11:11:11:11/humidity

應用程序可以訂閱特定主題，例如 devices/00:00:00:00:00:00/temperature，以接收來自相應 IoT 設備的數據。

在 MQTT 主題中使用通配符

MQTT 支持通配符以便有效管理主題：

+ 通配符匹配主題層次結構中的單一層級。例如，訂閱 devices/+/temperature 可以捕獲像 devices/1/temperature 這樣的主題，但不包括 devices/1/2/temperature。
# 通配符匹配多個層級。例如，devices/# 匹配的主題包括 devices/1/temperature、devices/2/humidity 和 devices/1/2/somethingElse。

使用 `mosquitto_pub` 和 `mosquitto_sub` 進行測試

mosquitto_pub 和 mosquitto_sub CLI 工具非常適合測試 MQTT 設置。在使用它們之前，請確保在 Stackhero 儀表板上的 Mosquitto 配置中禁用「允許不安全連接」選項。

以下是測試方法：

使用 # 通配符訂閱所有主題：

mosquitto_sub -L -d "mqtts://admin:<PASSWORD>@<XXXXXX>.stackhero-network.com:<PORT_TLS>/#"

打開另一個終端以向主題發布消息：

mosquitto_pub -L -d "mqtts://admin:<PASSWORD>@<XXXXXX>.stackhero-network.com:<PORT_TLS>/sensor/a" -m "It works"

在第一個控制台中，您應該會看到已發布的消息以及由 -d 標誌啟用的調試日誌。

通過 WebSockets 連接到 MQTT

您可以使用 WebSockets 直接從網頁瀏覽器連接到您的 Mosquitto 伺服器。請參閱「WebSockets」文檔以獲取更多詳細信息。

Node.js 和 MQTT

展示如何使用 Node.js 與 Mosquitto 的範例可在 https://github.com/stackhero-io/mosquittoGettingStarted 找到。

Python 和 MQTT

要使用 Python 與 Mosquitto，建議使用 Paho MQTT Python 客戶端庫。使用以下命令安裝：

pip install paho-mqtt

以下是一個使用 TLS 加密和身份驗證連接到 Mosquitto 伺服器的 Python 腳本示例：

import paho.mqtt.client as mqtt
import random
import string
from paho.mqtt.client import CallbackAPIVersion

def on_connect(client, userdata, flags, reason_code, properties=None):
    if reason_code == 0:
        print("Connected successfully")
    else:
        print(f"Connection failed with reason {reason_code}")

def on_message(client, userdata, msg, properties=None):
    print(f"Received message: {msg.payload.decode()} on topic {msg.topic}")

def generate_client_id(length=8):
    characters = string.ascii_letters + string.digits
    return "client_" + ''.join(random.choice(characters) for _ in range(length))

client_id = generate_client_id()
client = mqtt.Client(
    client_id=client_id,
    callback_api_version=CallbackAPIVersion.VERSION2
)

client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

host = "<XXXXXX>.stackhero-network.com"
port = <PORT_TLS>
client.username_pw_set("<USER>", "<PASSWORD>")
client.tls_set()

try:
    print(f"Connecting to {host} with client ID: {client_id}")
    client.connect(host, port)
    client.loop_start()
    client.subscribe("$SYS/#")

    try:
        while True:
            pass
    except KeyboardInterrupt:
        print("\nDisconnecting...")
        client.loop_stop()
        client.disconnect()

except Exception as e:
    print(f"Error: {e}")

有了這些指引，您應該能夠順利開始在 Stackhero 上使用 Mosquitto。祝您愉快地探索 MQTT！