1. 概述
本篇主要是记录将MQTT移植安装到百问网STM32MP157开发板上，并且是跑一下MQTT的一个例程来验证，要完成本次移植安装，必须要保证电脑和开发板都能上网。
温湿度监控系统应用开发所有文章
- 【嵌入式Linux应用开发】1. 移植LVGL到Linux开发板
- 【嵌入式Linux应用开发】2. 初步移植MQTT到Ubuntu和Linux开发板
- 【嵌入式Linux应用开发】3. SquareLine Studio与LVGL模拟器
- 【嵌入式Linux应用开发】4. 温湿度监控系统——绘制温湿度折线图
- 【嵌入式Linux应用开发】5. 温湿度监控系统——学习paho mqtt的基本操作
- 【嵌入式Linux应用开发】6. 温湿度监控系统——多线程与温湿度的获取显示
- 【嵌入式Linux应用开发】7. 设计温湿度采集MCU子系统
- 【嵌入式Linux应用开发】8. 阿里云物联网平台的简单使用
适用开发板
适用于百问网的STM32MP157开发板和IMX6ULL开发板及其对应的屏幕，需要注意的是编译链要对应更改。
2. 软件平台
本次使用的是Ubuntu18.04，是由百问网提供的，并且是按照他们的手册搭建好了交叉编译环境，花了一点时间将Linux内核编译好之后才进行的LVGL移植，本次移植必须搭建好嵌入式Linux的交叉编译环境且内核也必须编译好，否则无法完成移植。
3. 移植所需要的资源
本次实验主要是要将paho mqtt的官方库克隆到本地pc，将其编译后得到链接库，然后安装到本地pc以及开发板上，这样才能运行paho mqtt编译后的可执行文件，paho mqtt的官方仓库地址：
GitHub - eclipse/paho.mqtt.c: An Eclipse Paho C client library for MQTT for Windows, Linux and MacOS. API documentation: https://eclipse.github.io/paho.mqtt.c/
在Ubuntu的/home/book目录下新建一个工作区用来保存工程和开发资料：
cd /home/book
book@100ask:~$ mkdir workspace && cd workspace
book@100ask:~/workspace$ mkdir mqtt && cd mqtt
在/home/book/workspace/mqtt下讲paho mqtt的仓库克隆下来：
book@100ask:~/workspace/mqtt$ git clone https://github.com/eclipse/paho.mqtt.c.git
等待下载完成：
Cloning into 'paho.mqtt.c'...
remote: Enumerating objects: 11797, done.
remote: Counting objects: 100% (1741/1741), done.
remote: Compressing objects: 100% (485/485), done.
remote: Total 11797 (delta 1272), reused 1628 (delta 1204), pack-reused 10056
Receiving objects: 100% (11797/11797), 9.27 MiB | 6.78 MiB/s, done.
Resolving deltas: 100% (8385/8385), done.
4. 安装mqtt到ubuntu
4.1 修改Makefile适配GCC环境
进入刚才克隆下来的这个仓库paho.mqtt.c，修改Makefile：
book@100ask:~/workspace/mqtt$ cd paho.mqtt.c/
book@100ask:~/workspace/mqtt/paho.mqtt.c$ vim Makefile
进入vim后如果要显示行号首先按下键盘的ESC键，然后键入:set nu就可以显示行号了：
我们需要关注的有两个地方：
- 编译器：Makefile的126行
- 库安装路径：Makefile的70行
如果我们只需要在Ubuntu里面使用paho mqtt的话，这些都不需要改变，直接在/home/book/workspace/mqtt/paho.mqtt.c目录下执行下面两条命令即可：
make
sudo make install
4.2 编译和安装库文件
执行make后会在当前目录下创建一个build目录，源码和例程编译出来的可执行文件都在里面，然后再执行sudo make install：
这条指令会将mqtt程序依赖的库文件安装到/usr/local下的bin、lib、include和share下。
4.3 体验测试
我们可以将官方的示例代码copy过来，改成我们自己的配置，比如iot的url、客户端ID、用户名和密码这些，改成我们自己的mqtt服务器的信息测试下。
我们去/home/book/workspace目录下新建一个测试工程，取名就叫’mqtt_test’吧：
book@100ask:~/workspace$ cd /home/book/workspace
book@100ask:~/workspace$ mkdir mqtt_test
book@100ask:~/workspace$ cd mqtt_test
将paho.mqtt.c下的src和sample里面的随意一个示例代码copy过来：
book@100ask:~/workspace/mqtt_test$ cp -r /home/book/workspace/mqtt/paho.mqtt.c/src ./
book@100ask:~/workspace/mqtt_test$ cp src/samples/MQTTAsync_subscribe.c ./
我们这里copy的是MQTTAsync开头的例程，其表示的是MQTT的异步通信收发，依赖的库是libpaho-mqtt3a，如果是MQTTClient开头的，依赖的库就是libpaho-mqtt3c，如果自己写代码还会用到SSL的话，依赖的库就会变成libpaho-mqt3cs或者ibpaho-mqtt3as。如何确定使用的是Async还是Client呢，根据自己写的代码里面包含的头文件是MQTTAsync.h还是MQTTClient.h，比如我刚才copy的例程MQTTAsync_subscribe.c：
我们现在来修改这个示例代码。首先是头文件MQTTAsync.h，我们需要指定路径，不然在当前目录下是找不到这个头文件的，我们已经将这个头文件所在的官方源文件文件夹srccopy过来了，所以只需要改成：
#include "src/MQTTAsync.h"
然后修改url和客户端id这些信息，原来的参数是这样的：
32 #define ADDRESS "tcp://mqtt.eclipseprojects.io:1883"
33 #define CLIENTID "ExampleClientSub"
34 #define TOPIC "MQTT Examples"
我们要修改ADDRESS和CLIENTID以及订阅的TOPIC，还要添加阿里云物联网平台设备的用户名USERNAME和密码PASSWORD：
鉴于阿里云物联网平台的要求，我们需要将连接控制包的keepAliveInterval设置位60，并且对控制包的用户名username和密码password赋值为我们宏定义的值：
/* void connlost(void *context, char *cause) */
conn_opts.username = USERNAME;
conn_opts.password = PASSWORD;
conn_opts.keepAliveInterval = 60;
/* int main(int argc, char* argv[]) */
conn_opts.username = USERNAME;
conn_opts.password = PASSWORD;
conn_opts.keepAliveInterval = 60;
然后保存退出（ESC → :wq）。
编译修改号之后的MQTTAsync_subscribe.c：
book@100ask:~/workspace/mqtt_test$ gcc MQTTAsync_subscribe.c -lpaho-mqtt3a
book@100ask:~/workspace/mqtt_test$ ls
a.out MQTTAsync_subscribe.c src
可以看到生成了一个a.out，我们执行整个文件：
book@100ask:~/workspace/mqtt_test$ ./a.out
如果连接成功了且订阅也成功了会打印如下信息：
这时候我们从阿里云服务器下发一条消息看看：
回到我们的终端看是否有收到消息：
这就说明我们在Ubuntu下已经成功移植了paho mqtt，接下来我们将它移植到Linux开发板上，这里使用的是百问网的100ASK STM32MP157开发板。
5. 移植mqtt到linux开发板
5.1 查看自己的编译环境
book@100ask:~/workspace/mqtt$ echo $ARCH
arm
book@100ask:~/workspace/mqtt$ echo $CROSS_COMPILE
arm-buildroot-linux-gnueabihf-
book@100ask:~/workspace/mqtt$ echo $PATH
/home/book/.vscode-server/bin/30d9c6cd9483b2cc586687151bcbcd635f373630/bin/remote-cli:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games:/snap/bin:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/bin:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/bin:/home/book/100ask_stm32mp157_pro-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/bin
检查下编译器是否生效可用：
book@100ask:~/workspace/mqtt$ arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc -v
5.2 修改Makefile
- 修改编译器
改成自己的编译器，比如这里将其改成：CC ?=arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc：
book@100ask:~/workspace/mqtt$ cd /home/book/workspace/mqtt/paho.mqtt.c
再修改之前先将原先用gcc编译的clean清除掉：
book@100ask:~/workspace/mqtt/paho.mqtt.c$ make clean rm -rf build/output/* rm -rf build/
然后去修改Makefile：
- 修改库安装路径参考gcc下是将库安装到了/user里面的，所以我们也要将路径指定到我们自己编译链下的usr中，比如百问网的工具链/usr/local就是如下所示
/home/book/100ask_stm32mp157_pro-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/arm-buildroot-linux-gnueabihf
所以原本的
就改成下图所示的这样：
5.3 编译源文件且安装库文件
在paHo.mqtt.c中再重新执行一遍下面的命令：
book@100ask:~/workspace/mqtt/paho.mqtt.c$ make
book@100ask:~/workspace/mqtt/paho.mqtt.c$ sudo make install
如果提示在我们指定的库安装路径下缺少share/man/man1，我们就自己去
/home/book/100ask_stm32mp157_pro-sdk/ToolChain/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/arm-buildroot-linux-gnueabihf
下创建这个目录，然后重新sudo make install即可。
5.4 安装库文件到开发板
在上一步make之后就生成了arm-gcc编译后的库文件.so文件，保存在paho.mqtt.c/build/output里面
我们将其复制到挂载共享目录/home/book/nfs_rootfs里面去，为了方便管理我们需要现在这个目录下创建一个文件夹来存放mqtt的库，取名就叫mqtt_lib吧:
book@100ask:~$ cd nfs_rootfs/ book@100ask:~/nfs_rootfs$ mkdir mqtt_lib
book@100ask:~/nfs_rootfs$ cd mqtt_lib/
我们把mqtt的库文件copy过去：
book@100ask:~/workspace/mqtt/paho.mqtt.c$ sudo cp build/output/libpaho-mqtt3* ~/nfs_rootfs/mqtt_lib
接着将开发板的/mnt挂载到虚拟机的nfs_rootfs目录：
mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.50.12:/home/book/nfs_rootfs /mnt
使用install或者mv指令将/mnt/mqtt_lib中的所有mqtt库文件安装到开发板的/lib目录下：
install /mnt/mqtt_lib/libpaho-mqtt3* /lib
5.5 重新编译测试文件
book@100ask:~$ cd /home/book/workspace/mqtt_test
book@100ask:~/workspace/mqtt_test$ arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc MQTTAsync_subscribe.c -lpaho-mqtt3a
将重新编译出来的执行文件a.out复制到nfs_rootfs中去：
book@100ask:~/workspace/mqtt_test$ cp a.out ~/nfs_rootfs/
然后回到开发板，将/mnt目录下的a.out复制到根目录，然后执行：
# cp /mnt/a.out ./ # ./a.out
可以看到，开发板也能成功的和阿里云物联网设备通过MQTT协议通信了，最后这里就不再下发数据测试了。
