Day116 若依融合mqtt

MQTT

1.MQTT协议概述

MQTT是一种基于发布/订阅模式的轻量级消息传输协议，设计用于低带宽、高延迟或不稳定的网络环境，广泛应用于物联网领域

1.1 MQTT协议的应用场景

1.智能家居、车联网、工业物联网：MQTT可以用于连接各种家电设备和传感器，实现设备之间的通信和控制

2.远程监控和控制 : MQTT可以用于将传感器数据发布到云平台，供其他设备或应用程序订阅和使用

3.消息通知：MQTT可以用于提供实时消息通知功能

4.资源监控与管理：MQTT能够提供对物联网设备的实时监控和管理功能

5.数据采集和分析：MQTT也可以用于数据采集和分析

1.2 MQTT协议优势

1.常见的计算机语言(C/C++、Java、Python、Go…)都有支持MQTT协议的客户端

2.MQTT协议是建立在TCP/IP协议基础之上，所以MQTT协议安全可靠

3.服务质量设置，MQTT协议提供了三种服务质量配置分别为:
Qos 0：消息可能丢失
Qos 1：消息不会丢失,但是可能重复
Qos 2：消息不会丢失也不会重复

4.心跳保活：由于网络问题可能造成连接陷于假死状态，为了判断客户端和代理是否出现异常，MQTT定义自己的心跳机制，定期向代理发送报文，以便于快速识别出异常连接，让客户端快速与代理断开连接

5.持久会话: 代理保留客户端发送过来的消息，以便于消息订阅端上线立刻获取消息

1.3 MQTT协议报文

MQTT报文(数据包)由三部分组成:

1.固定报头(Fixed header)：所有数据包中都包含此报头，用来表示数据包的类型,以及数据包的分组累标识

2.可变报头(Variable header)：存在于部分MQTT数据包中，数据包类型决定了可变头是否存在及其具体内容

3.有效载荷(Payload)：存在于部分MQTT数据包中，表示客户端收到的具体内容

在这里插入图片描述

1.4 MQTT协议的工作原理

在这里插入图片描述

MQTT协议基于TCP/IP协议，TCP/IP协议是一个安全稳定的协议，通信需要服务端和客户端经历三次握手四次挥手，建立一个稳定的通道然后在进行数据传输

MQTT协议建立在TCP/IP协议之上，也是需要编写服务端(上图中的Broker)和客户端(消息发布者和消息订阅者)

2.MQTT代理服务器介绍和搭建

EMQX官网地址: https://www.emqx.io/zh

介绍:

1.开源大规模分布式MQTT代理服务器

2.单台并发连接数可以高达一亿,每秒处理百万级消息

3.安全可靠的消息传递

2.1 EMQX安装: windows

1.下载地址: https://www.emqx.io/zh/get-started

2.安装步骤：

第一步: 下载 emqx-5.3.2-windows-amd64.zip 安装包，版本可能和我这个不同

第二步: 解压

第三步: 打开命令行(以管理员身份运行),切换到解压目录的bin目录下

第四步: 安装,在bin目录下执行EMQX安装命令 emqx.cmd install，完成之后有类似下面的输出，说明安装成功,只需要安装一次(运行命令)

D:\app\emqx-5.3.2-windows-amd64\bin>emqx.cmd install
EMQX_NODE__DB_ROLE [node.role]: core
EMQX_NODE__DB_BACKEND [node.db_backend]: mnesia
D:\app\emqx-5.3.2-windows-amd64\erts-13.2.2.4\bin\erlsrv.exe: Service emqx_5.3.2 added to system.
[SC] ChangeServiceConfig 成功

第五步(可选择)：如果想将EMQX从windows上卸载，可以执行 emqx.cmd uninstall 命令

第六步：去windows服务列表中找到第四步安装的EMQX的服务，鼠标右键启动

第七步：在命令行输入 emqx.cmd console 命令，查看是否启动成功,如果有类似以下日志启动成功

D:\app\emqx-5.3.2-windows-amd64\bin>emqx.cmd console
EMQX_LOG__CONSOLE_HANDLER__ENABLE [log.console.enable]: true
EMQX_NODE__DB_ROLE [node.role]: core
EMQX_NODE__DB_BACKEND [node.db_backend]: mnesia

D:\app\emqx-5.3.2-windows-amd64>D:\app\emqx-5.3.2-windows-amd64\erts-13.2.2.4\bin\erl.exe -mode embedded -boot “D:\app\emqx-5.3.2-windows-amd64\releases\5.3.2\start” -config “D:\app\emqx-5.3.2-windows-amd64\data\configs\app.2024.05.06.16.38.19.config” -args_file “D:\app\emqx-5.3.2-windows-amd64\data\configs\vm.2024.05.06.16.38.19.args” -mnesia dir ‘d:/app/emqx-5.3.2-windows-amd64/data/mnesia/emqx@127.0.0.1’
Listener ssl:default on 0.0.0.0:8883 started.
Listener tcp:default on 0.0.0.0:1883 started.
Listener ws:default on 0.0.0.0:8083 started.
Listener wss:default on 0.0.0.0:8084 started.
Listener http:dashboard on :18083 started.
EMQX 5.3.2 is running now!
Eshell V13.2.2.4 (abort with ^G)
v5.3.2(emqx@127.0.0.1)1>

第八步:通过浏览器访问控制台http://127.0.0.1:18083，默认初始化用户名: admin，默认密码: public，进入之后会让你重新修改密码

注意事项: (第六步+第七步)这种启动方式在开发时使用,如果想正式环境使用请遵循官网命令启动介绍: 正式环境启动在bin目录下直接输入 emqx start进行EMQX启动,这时不需要（第六步和第七步）

官网命令详细使用地址: https://www.emqx.io/docs/zh/latest/admin/cli.html

2.2 MQTT客户端工具MQTTX

EMQX官网自带工具MQTTX，官网地址: https://mqttx.app/zh/downloads

傻瓜式安装，无脑下一步

若依框架融合mqtt

仓库地址：https://gitee.com/peng-chuanbin/iot-mqtt.git

实现效果：（初步Demo实现）

点击网页的按钮(发送数据)，mqtt能够接收到发送的数据

mqtt发送数据，Java程序能够接收到，并且存储到数据库中

1.下载mqttx

在这里插入图片描述

2.运行项目

1.新建一个mqtt数据库，然后运行sql文件，修改yaml中的数据库配置

在这里插入图片描述

2.pom.xml添加mqtt的依赖

        <!--mqtt--><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-integration</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.integration</groupId><artifactId>spring-integration-stream</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.integration</groupId><artifactId>spring-integration-mqtt</artifactId></dependency>

3.utils包下新建一个mqtt包，添加三个文件

package com.ruoyi.common.utils.mqtt;@Component
@ConfigurationProperties("spring.mqtt")
public class MqttConfig {@Autowiredprivate MqttPushClient mqttPushClient;/*** 用户名*/private String username;/*** 密码*/private String password;/*** 连接地址*/private String hostUrl;/*** 客户Id*/private String clientId;/*** 默认连接话题*/private String defaultTopic;/*** 超时时间*/private int timeout;/*** 保持连接数*/private int keepalive;/*** mqtt功能使能*/private boolean enabled;public String getUsername() {return username;}public void setUsername(String username) {this.username = username;}public String getPassword() {return password;}public void setPassword(String password) {this.password = password;}public String getHostUrl() {return hostUrl;}public void setHostUrl(String hostUrl) {this.hostUrl = hostUrl;}public String getClientId() {return clientId;}public void setClientId(String clientId) {this.clientId = clientId;}public String getDefaultTopic() {return defaultTopic;}public void setDefaultTopic(String defaultTopic) {this.defaultTopic = defaultTopic;}public int getTimeout() {return timeout;}public void setTimeout(int timeout) {this.timeout = timeout;}public int getKeepalive() {return keepalive;}public void setKeepalive(int keepalive) {this.keepalive = keepalive;}public boolean isEnabled() {return enabled;}public void setEnabled(boolean enabled) {this.enabled = enabled;}@Beanpublic MqttPushClient getMqttPushClient() {if (enabled == true) {mqttPushClient.connect(hostUrl, clientId, username, password, timeout, keepalive);//订阅java主题   #重要，这里确定主题是哪一个mqttPushClient.subscribe("java",0);}return mqttPushClient;}
}

PushCallback

package com.ruoyi.common.utils.mqtt;@Component
public class PushCallback implements MqttCallback {private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MqttPushClient.class);@Autowiredprivate MqttConfig mqttConfig;private static MqttClient client;private static String _topic;private static String _qos;private static String _msg;@Overridepublic void connectionLost(Throwable throwable) {// 连接丢失后，一般在这里面进行重连logger.info("连接断开，可以做重连");if (client == null || !client.isConnected()) {mqttConfig.getMqttPushClient();}}@Overridepublic void messageArrived(String topic, MqttMessage mqttMessage) throws Exception {// subscribe后得到的消息会执行到这里面logger.info("接收消息主题 : " + topic);logger.info("接收消息Qos : " + mqttMessage.getQos());logger.info("接收消息内容 : " + new String(mqttMessage.getPayload()));}@Overridepublic void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken iMqttDeliveryToken) {logger.info("deliveryComplete---------" + iMqttDeliveryToken.isComplete());}}

MqttPushClient

package com.ruoyi.common.utils.mqtt;@Component
public class MqttPushClient {private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MqttPushClient.class);@Autowiredprivate PushCallback pushCallback;private static MqttClient client;private static MqttClient getClient() {return client;}private static void setClient(MqttClient client) {MqttPushClient.client = client;}/*** 客户端连接** host  ip+端口* clientID  客户端Id* username  用户名* password  密码* timeout 超时时间* keepalive 保留数*/public void connect(String host, String clientID, String username, String password, int timeout, int keepalive) {MqttClient client;try {client = new MqttClient(host, clientID, new MemoryPersistence());MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();options.setCleanSession(true);options.setUserName(username);options.setPassword(password.toCharArray());options.setConnectionTimeout(timeout);options.setKeepAliveInterval(keepalive);MqttPushClient.setClient(client);try {client.setCallback(pushCallback);client.connect(options);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}/*** 发布* qos 连接方式* retained 是否保留* topic 主题* pushMessage 消息体*/public AjaxResult publish(int qos, boolean retained, String topic, String pushMessage) {MqttMessage message = new MqttMessage();message.setQos(qos);message.setRetained(retained);message.setPayload(pushMessage.getBytes());MqttTopic mTopic = MqttPushClient.getClient().getTopic(topic);if (null == mTopic) {logger.error("topic not exist");}MqttDeliveryToken token;try {token = mTopic.publish(message);token.waitForCompletion();return success();} catch (MqttPersistenceException e) {e.printStackTrace();return error();} catch (MqttException e) {e.printStackTrace();return error();}}/*** 订阅某个主题* topic 主题* qos 连接方式*/public void subscribe(String topic, int qos) {logger.info("开始订阅主题" + topic);try {MqttPushClient.getClient().subscribe(topic, qos);} catch (MqttException e) {e.printStackTrace();}}}

4.application.yml

如果有服务器了，直接修改broker.emqx.io这个就可以了，其他的都无所谓

broker.emqx.io：官方测试的

  # mqttmqtt:username: pcb # 用户名password: 123456 # 密码hostUrl: tcp://broker.emqx.io:1883 # tcp://ip:端口   #重要clientId: clientIdBamBam # 客户端iddefaultTopic: topic,topic1 # 订阅主题   #重要timeout: 100 # 超时时间 （单位：秒）keepalive: 60 # 心跳 （单位：秒）enabled: true # 是否使能mqtt功能

5.启动mqttx，运行项目，访问 http://localhost/ruoyi

在这里插入图片描述

mqttx发送数据，Java程序接收数据

在这里插入图片描述

3.设计前端界面

新建一个WlwController

package com.ruoyi.project.system.wlw.controller;@Controller
@RequestMapping("/system/wlw")
public class WlwController {private String prefix = "system/wlw";@GetMapping()public String wlw(){return prefix + "/w";}}

在resources包下的templates包中system包新建一个w.html界面，用来发送数据和显示数据

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh" xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head><meta charset="UTF-8"><title>wlw</title>
</head>
<body>1
</body>
</html>

ShiroConfig放开拦截

    /*** Shiro过滤器配置*/@Beanpublic ShiroFilterFactoryBean shiroFilterFactoryBean(SecurityManager securityManager){// Shiro连接约束配置，即过滤链的定义LinkedHashMap<String, String> filterChainDefinitionMap = new LinkedHashMap<>();// 对静态资源设置匿名访问filterChainDefinitionMap.put("/favicon.ico**", "anon");filterChainDefinitionMap.put("/ruoyi.png**", "anon");filterChainDefinitionMap.put("/html/**", "anon");filterChainDefinitionMap.put("/css/**", "anon");filterChainDefinitionMap.put("/docs/**", "anon");filterChainDefinitionMap.put("/fonts/**", "anon");filterChainDefinitionMap.put("/img/**", "anon");filterChainDefinitionMap.put("/ajax/**", "anon");filterChainDefinitionMap.put("/js/**", "anon");filterChainDefinitionMap.put("/ruoyi/**", "anon");filterChainDefinitionMap.put("/captcha/captchaImage**", "anon");// 退出 logout地址，shiro去清除sessionfilterChainDefinitionMap.put("/logout", "logout");// 不需要拦截的访问filterChainDefinitionMap.put("/login", "anon,captchaValidate");// 不需要拦截的访问 wlw   添加这句话filterChainDefinitionMap.put("/system/wlw", "anon,captchaValidate");}

访问 http:/localhost:80/ruoyi/system/wlw

在这里插入图片描述

4.设计假数据

新建数据库表w

在这里插入图片描述

使用若依自动生成代码

在这里插入图片描述

将生成的代码放到指定位置

在这里插入图片描述

xml文件，并且添加一句话：在执行插入(INSERT)操作之前，先生成一个主键值id，并将其设置到要插入的对象中

在这里插入图片描述

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<!DOCTYPE mapper
PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
"http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.ruoyi.project.system.w.mapper.WMapper"><resultMap type="W" id="WResult"><result property="id"    column="id"    /><result property="topic"    column="topic"    /><result property="data"    column="data"    /></resultMap><sql id="selectWVo">select id, topic, data from w</sql><insert id="insertW" parameterType="W">//添加这句话<selectKey keyProperty="id" resultType="String" order="BEFORE" >SELECT REPLACE(UUID(),'-','') from dual</selectKey>insert into w<trim prefix="(" suffix=")" suffixOverrides=","><if test="id != null">id,</if><if test="topic != null">topic,</if><if test="data != null">data,</if></trim><trim prefix="values (" suffix=")" suffixOverrides=","><if test="id != null">#{id},</if><if test="topic != null">#{topic},</if><if test="data != null">#{data},</if></trim></insert></mapper>

前端文件

在这里插入图片描述

启动项目，新建菜单

在这里插入图片描述

新增加一个Java订阅，新增加了之后数据库就会显示一条数据：id=uuid，dtopic=java，data=null

这里要和MqttConfig中，选择订阅的主题一样

在这里插入图片描述

注意：代码写的位置

package com.ruoyi.common.utils.mqtt;@Component
public class PushCallback implements MqttCallback {private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MqttPushClient.class);@Autowiredprivate MqttConfig mqttConfig;private static MqttClient client;private static String _topic;private static String _qos;private static String _msg;@Overridepublic void connectionLost(Throwable throwable) {// 连接丢失后，一般在这里面进行重连logger.info("连接断开，可以做重连");if (client == null || !client.isConnected()) {mqttConfig.getMqttPushClient();}}@Overridepublic void messageArrived(String topic, MqttMessage mqttMessage) throws Exception {// subscribe后得到的消息会执行到这里面logger.info("接收消息主题 : " + topic);logger.info("接收消息Qos : " + mqttMessage.getQos());logger.info("接收消息内容 : " + new String(mqttMessage.getPayload()));//todo 代码一般写在这里......}@Overridepublic void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken iMqttDeliveryToken) {logger.info("deliveryComplete---------" + iMqttDeliveryToken.isComplete());}}

注意：在MqttConfig中，选择订阅的主题

	@Beanpublic MqttPushClient getMqttPushClient() {if (enabled == true) {mqttPushClient.connect(hostUrl, clientId, username, password, timeout, keepalive);//订阅java主题   mqttPushClient.subscribe("java",0);}return mqttPushClient;}

5.接收数据

编写代码，硬件传来的数据更新保存在数据库中

先获取topic=Java的数据，然后可存不存在，存在就j更新，将硬件传过来的数据更新到data中

package com.ruoyi.common.utils.mqtt;@Component
public class PushCallback implements MqttCallback {private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MqttPushClient.class);@Autowiredprivate MqttConfig mqttConfig;@Autowiredprivate IWService wService;private static MqttClient client;private static String _topic;private static String _qos;private static String _msg;@Overridepublic void connectionLost(Throwable throwable) {// 连接丢失后，一般在这里面进行重连logger.info("连接断开，可以做重连");if (client == null || !client.isConnected()) {mqttConfig.getMqttPushClient();}}@Overridepublic void messageArrived(String topic, MqttMessage mqttMessage) throws Exception {// subscribe后得到的消息会执行到这里面logger.info("接收消息主题 : " + topic);logger.info("接收消息Qos : " + mqttMessage.getQos());logger.info("接收消息内容 : " + new String(mqttMessage.getPayload()));//硬件传来的数据update在数据库中
//        @Log(title = "物联网接收数据", businessType = BusinessType.UPDATE)
//        @PostMapping("/edit")
//        @ResponseBody
//        public AjaxResult editSave (W w){
//            return toAjax(wService.updateW(w));
//        }//查询更新操作，查询topic=Java的数据，如果有，就把数据更新到数据库中（data）W w = new W();w.setTopic("java");//查询List<W> list = wService.selectWList(w);if (list.size() > 0) {//根据id去查询w.setId(list.get(0).getId());w.setTopic(null);w.setData(new String(mqttMessage.getPayload()));try {wService.updateW(w);//alt+ctrl+t：抛异常} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}}}@Overridepublic void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken iMqttDeliveryToken) {logger.info("deliveryComplete---------" + iMqttDeliveryToken.isComplete());}}

运行系统，此时数据库的data为空(新增加一个Java订阅的数据)

在这里插入图片描述

使用mqttx，模拟硬件发Java发消息

在这里插入图片描述

发送111

在这里插入图片描述

5.1 前端显示接收的数据

wlw包的w.html编写前端，编写一个定时器localhost/ruoyi/system/wlw

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh" xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head><meta charset="UTF-8"><title>wlw</title><script th:src="@{/js/jquery.min.js}"></script><script th:inline="javascript">var ctx = [[@{/}]];//定时器，每五秒定时接收数据setInterval(function(){$.ajax({type: "post",url: ctx + "system/w/list",dataType: "json",success: function (result) {console.log(result);}})}, 1000);</script>
</head>
<body><button>开</button> 
</body>
</html>

shiroConfig，放开拦截

// 不需要拦截的访问  接收
filterChainDefinitionMap.put("/system/w/list", "anon,captchaValidate");

控制台接收数据

在这里插入图片描述

把查询的数据显示到界面上

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh" xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head><meta charset="UTF-8"><title>wlw</title><script th:src="@{/js/jquery.min.js}"></script><script th:inline="javascript">var ctx = [[@{/}]];//定时器，每五秒定时接收数据setInterval(function () {$.ajax({type: "post",url: ctx + "system/w/list",data: {//根据topic为Java的查topic: "java",},dataType: "json",success: function (result) {if (result.total > 0) {//显示数据$("div").text(result.rows[0].data);}}})}, 1000);</script>
</head>
<body>
<button>开</button>
<div></div>
</body>
</html>

使用mqttx模拟硬件发送数据，Java程序接收并显示在界面上

在这里插入图片描述

6.发送消息

修改主题（三个地方）

PushCallback，修改为test

       W w = new W();w.setTopic("test");  //test//查询List<W> list = wService.selectWList(w);if (list.size() > 0) {//根据id去查询w.setId(list.get(0).getId());w.setTopic(null);w.setData(new String(mqttMessage.getPayload()));try {wService.updateW(w);//alt+ctrl+t：抛异常} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}}

MqttConfig

    @Beanpublic MqttPushClient getMqttPushClient() {if (enabled == true) {mqttPushClient.connect(hostUrl, clientId, username, password, timeout, keepalive);//订阅java主题mqttPushClient.subscribe("test",0);}
//        if(enabled == true){
//            String mqtt_topic[] = StringUtils.split(defaultTopic, ",");
//            mqttPushClient.connect(hostUrl, clientId, username, password, timeout, keepalive);//连接
//            for(int i=0; i<mqtt_topic.length; i++){
//                mqttPushClient.subscribe(mqtt_topic[i], 0);//订阅主题
//            }
//        }return mqttPushClient;}
}

数据库中的topic修改为test

前端代码

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh" xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head><meta charset="UTF-8"><title>wlw</title><script th:src="@{/js/jquery.min.js}"></script><script th:inline="javascript">var ctx = [[@{/}]];$(function () {$("button").click(function () {$.ajax({type: "post",url: ctx + "system/wlw/open",//添加这里的代码data: {//向java主题发送open数据topic: "java",msg: "open"},dataType: "json",success: function (result) {console.log(result);}// data: {//     topic: "java1",//     msg: "open"// },// dataType: "json",// success: function(result) {//     console.log(result);// }})})})</script>
</head>
<body>
<button>开</button>
<div></div>
</body>
</html>