[嵌入式]Flutter中使用MQTT进行通信

MQTT是机器对机器(M2M)/物联网(IoT)连接协议。它被设计为一个极其轻量级的发布/订阅消息传输协议。对于需要较小代码占用空间和/或网络带宽非常宝贵的远程连接非常有用，是专为受限设备和低带宽、高延迟或不可靠的网络而设计。这些原则也使该协议成为新兴的“机器到机器”(M2M)或物联网(IoT)世界的连接设备，以及带宽和电池功率非常高的移动应用的理想选择。例如，它已被用于通过卫星链路与代理通信的传感器、与医疗服务提供者的拨号连接，以及一系列家庭自动化和小型设备场景。它也是移动应用的理想选择，因为它体积小，功耗低，数据包最小，并且可以有效地将信息分配给一个或多个接收器。

添加MQTT依赖库

3.1的库：https://pub.flutter-io.cn/packages/mqtt_client
5.0的库：https://pub.flutter-io.cn/packages/mqtt5_client

我们使用3.1的库

dependencies:
  flutter:
    sdk: flutter
  flutter_localizations:
    sdk: flutter

  ...
  mqtt_client: ^9.6.3

使用MQTT前，最好先熟悉一下MQTT相关的概念，比如Topic、clean session、qos、retain。

配置

创建

/// 服务器地址，这里使用EMQ提供的免费mqtt测试服务器。
/// https://www.emqx.com/zh/mqtt/public-mqtt5-broker
final String brokerUrl = "broker-cn.emqx.io";
/// 设备id
final String clientId = "deviced_111";
/// 端口号
final int port = 1883;
/// 创建Mqtt实例
var _client = MqttServerClient.withPort(brokerUrl, clientId, port);

参数配置

/// 是否打印mqtt日志信息
_client.logging(on: true);
/// 设置端口号。创建时已经指定端口号就不需要设置。
_client.port = port;
/// 设置协议版本，默认是3.1，根据服务器需要的版本来设置
/// _client.setProtocolV31();
_client.setProtocolV311();
/// 保持连接ping-pong周期。默认不设置时关闭。
_client.keepAlivePeriod = 60;
/// 连接成功回调
_client.onConnected = onConnected;
/// 连接断开回调
_client.onDisconnected = onDisconnected;
/// 取消订阅回调
_client.onUnsubscribed = onUnsubscribed;
/// 订阅成功回调
_client.onSubscribed = onSubscribed;
/// 订阅失败回调
_client.onSubscribeFail = onSubscribeFail;
/// ping pong响应回调
_client.pongCallback = pong;

void onConnected() {
  print("连接成功....");
}

void onDisconnected() {
  print("连接断开");
}

void onUnsubscribed(String topic) {
  print("取消订阅 $topic");
}

void onSubscribed(String topic) {
  print("订阅 $topic 成功");
}

void onSubscribeFail(String topic) {
  print("订阅主题: $topic 失败");
}

void pong() {
  print("Ping的响应");
}

SSL证书配置

如果服务器需要使用ssl,我们需要提前下载好证书文件，放在assets目录中。

_configSSL() async{
	/// 证书路径
	var certPath = "assets/xxxx.cer";
	/// 开启安全设置
	_client.secure = true;
	/// 创建SecurityContext
	final mqttContext = SecurityContext.defaultContext;
	/// 加载SSL证书
	var byteData = await rootBundle.load(certPath);
	/// 将证书的buffer数据添加到context中
	mqttContext.setClientAuthoritiesBytes(byteData.buffer.asUint8List());
	/// client指定context.
	_client.securityContext = mqttContext;
}

连接设置

/// 创建连接配置
final connMessage = MqttConnectMessage()
	/// 设置wiil遗嘱主题
    .withWillTopic("willTopic")
    /// 设置will遗嘱消息
    .withWillMessage("willMessage")
    /// 开启Clean Session.每次连接都是一个新的Session.
    .startClean()
    /// 设置will消息的qos模式。
    .withWillQos(MqttQos.atLeastOnce);
_client.connectionMessage = connMessage;

连接

_connect() async {
	try{
		_client.connect();
	}catch (e) {
		print("连接异常: $e");
		_client.disconnect();
	}
}

/// 检查连接状态
if (_client.connectionStatus.state == MqttConnectionState.connected) {
  print("已经连接....");
} else {
  print("连接失败啦 状态===${_client.connectionStatus}");
  _client.disconnect();
  return;
}

/// 连接成功，可以继续操作
print("连接成功.....");

发送和接收消息

接收主题消息

订阅

想要接收消息，必须先订阅对应的主题

/// 需要订阅的主题
var scribeTopic = "topic/test";
 订阅主题，并设置qos
_client.subscribe(scribeTopic, MqttQos.atLeastOnce);

监听消息

MqttClient.updates

_client.updates.listen((event) {
  var recvMessage = event[0].payload as MqttPublishMessage;
  /// 二进制格式的消息
  bytes = recvMessage.payload.message;
  /// 字符串格式的消息
  message = Utf8Decoder().convert(recvMessage.payload.message);
  print("原始数据-----：${recvMessage.payload.message}");
  /// 转换成字符串
  print(
      "接收到了主题${event[0].topic}的消息： ${Utf8Decoder().convert(recvMessage.payload.message)}");
});

发送消息

使用MqttClientPayloadBuilder构造消息内容，然后使用MqttServerClient.publishMessage()发送消息。

发送明文

var builder = MqttClientPayloadBuilder();
builder.addUTF8String("This is a message");
_client.publishMessage(topic, MqttQos.atLeastOnce, builder.payload);

发送字节数组

var builder = MqttClientPayloadBuilder();
var data = [11,12,103,33];
builder.payload.addAll(data);
_client.publishMessage("消息的主题", MqttQos.atLeastOnce, builder.payload);

发送JSON数据

var builder = MqttClientPayloadBuilder();
var data = [11,12,103,33];
var jsonData = json.encode({"temperature": 23.5, "humidity": 32});
builder.addUTF8String(jsonData);
_client.publishMessage("消息的主题", MqttQos.atLeastOnce, builder.payload);

关闭

使用disconnect关闭连接，一般在dispose中关闭。

  @override
  void dispose() {
    super.dispose();
    if (_client != null) {
      _client.disconnect();
      _client = null;
    }
  }