基于瑞芯微RK3562 的四核 AR M Cortex-A53 + 单核 ARM Cortex-M0——MQTT通信方案
发布时间：2025-4-15 10:14
发布者：Tronlong--
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前 言 本文主要介绍创龙科技TL3562-MiniEVM评估板基于MQTT通信协议的开发案例，适用开发环境如下。 Windows开发环境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit Linux开发环境：VMware16.2.5、Ubuntu20.04.6 64bit U-Boot：U-Boot-2017.09 Kernel：Linux-5.10.209 LinuxSDK：rk3562-ubuntu20.04-sdk-[版本号]（基于rk3562_linux_release_v1.2.0） 我司提供的MQTT通信协议开发案例主要包括mqtt_client和mqtt_sinewave_pub，位于产品资料“4-软件资料Demomqtt-demos”目录下。 评估板简介 创龙科技 TL3562-MiniEVM 是一款基于瑞芯微 RK3562J/RK3562 处理器设计的四核 AR M Cortex-A53 + 单核 ARM Cortex-M0 国产工业评估板，主频高达 2.0GHz。评估板由核心板和评估底板组成，核心板 CPU、ROM、RAM、电源、晶振等所有元器件均采用国产工业级方案，国产化率 100%，评估底板大部分元器件亦采用国产工业级方案，国产化率约 99%（按元器件数量占比，数据仅供参考）。核心板经过专业的 PCB Layout 和高低温测试验证，支持选配屏蔽罩，质量稳定可靠，可满足各种工业应用环境要求。 评估板引出 2 路 Ethernet、2 路 USB、Micro SD、UART 等通信接口，同时引出 2 路 M IPI CSI、LVDS LCD、MIPI LCD、HDMI OUT、MIC IN、SPK OUT、HP OUT 多媒体接口，支 持 1080P@60fps H.264 视频编码、4K@30fps H.265 视频解码。 评估板体积小巧，尺寸为 85x130mm，可作为卡片式电脑使用，且便于产品集成，方便用户快速进行产品方案评估与技术预研。  评估板硬件资源图解 1  评估板硬件资源图解 2 MQTT通信协议简介 概述 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。 MQTT是轻量、简单、开放和易于实现的，同时作为一种低开销、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。  图 1 MQTT具有如下特点： 轻量可靠：MQTT的报文格式精简、紧凑，可在严重受限的硬件设备和低带宽、高延迟的网络上实现稳定传输。 发布/订阅模式(Publish/Subscribe)：发布/订阅模式的优点在于发布者与订阅者的解耦，实现异步协议。即订阅者与发布者无需建立直接连接，亦无需同时在线。 为物联网而生：提供心跳机制、遗嘱消息、QoS质量等级 + 离线消息、主题和安全管理等全面的物联网应用特性。 生态更完善：覆盖范围广，已成为众多云厂商物联网平台的标准通信协议。 应用场景 MQTT作为一种低开销，低带宽占用的即时通讯协议，可以极少的代码和带宽为联网设备提供实时可靠的消息服务，适用于硬件资源有限的设备及带宽有限的网络环境。常见的应用场景如下： 物联网M2M通信，物联网大数据采集。 移动即时消息及消息推送。 智能硬件、智能家居、智能电器。 车联网通信，电动车站桩采集。 智慧城市、远程医疗、远程教育。 电力能源、石油能源。 Mosquitto工具安装 Mosquitto是一款开源的MQTT消息代理（服务器）软件，提供轻量级的、支持可发布/可订阅的的消息推送模式。我司提供的评估板文件系统已支持Mosquitto工具，本文mqtt_client案例采用Mosquitto工具演示MQTT通信协议的通信功能。由于上位机Ubuntu系统作为通信对象，因此需在Ubuntu终端执行如下命令安装Mosquitto工具。 Host#sudo apt-get install mosquitto-clients  图 2 mqtt_client案例 案例说明 案例功能：使用libmosquitto的API与MQTT代理服务器通信。基于MQTT通信协议，实现发布和订阅消息功能。 程序流程图如下图所示。  图 3 案例测试 本案例使用公网MQTT HiveMQ服务器与上位机Ubuntu Mosquitto工具通信。请通过网线将评估板千兆网口ETH0 RGMII和上位机连接至公网，确保可正常访问互联网。 下表提供了可用的在线公共MQTT服务器，可根据需要自行切换。 表 1
评估板启动，将案例bin目录下mqtt_client可执行文件拷贝至评估板文件系统的任意目录下，执行如下命令查看程序参数说明。 Target#./mqtt_client --help  图 4 评估板发布/上位机订阅 在上位机执行如下命令，使用mosquitto_sub工具订阅MQTT主题。 Host#mosquitto_sub -h broker.hivemq.com -p 1883 -t test/data 参数解析： -h：指定MQTT服务器； -p：指定MQTT服务器TCP端口； -t：定义MQTT主题，可自定义命名。  图 5 在评估板文件系统执行如下命令发布消息至MQTT服务器。 Target#./mqtt_client -h broker.hivemq.com -p 1883 -M publish -t test/data -m 'www.tronlong.com' 参数解析： -h：MQTT服务器 -p：MQTT服务器端口 -M：模式，publish为发布，subscribe为订阅 -t：MQTT主题，可随便命名 -m：发布的MQTT消息  图 6 评估板发布 消息发布成功后，上位机将从MQTT服务器接收到对应的消息。  图 7 上位机订阅 评估板订阅/上位机发布 在评估板文件系统执行如下命令订阅MQTT主题。 Target#./mqtt_client -h broker.hivemq.com -p 1883 -M subscribe -t test/data  图 8 在上位机执行如下命令发布消息至MQTT服务器。 Host#mosquitto_pub -h broker.hivemq.com -p 1883 -t test/data -m www.tronlong.com  图 9 上位机发布 消息发布成功后，评估板将从MQTT服务器接收到对应消息。  图 10 评估板订阅 案例编译 将案例src文件夹拷贝至Ubuntu工作目录下，请先确保已参考《Ubuntu系统使用手册》文档安装LinuxSDK，在案例src目录执行如下命令修改Makefile文件。 Host#vim Makefile  图 11 修改内容如下： SDK_PATH = /home/tronlong/RK3562/Ubuntu/rk3562-ubuntu20.04-sdk-v1.0 //修改为LinuxSDK源码路径  图 12 执行如下命令，配置交叉编译工具链环境变量，进行案例编译。编译完成后，将在当前目录下生成可执行文件。 Host#source /home/tronlong/RK3562/Ubuntu/rk3562-ubuntu20.04-sdk-v1.0/environment Host#make  图 13 关键代码 创建Mosquitto实例  图 14 设置回调函数  图 15 连接MQTT服务器  图 16 发布消息  图 17 订阅主题  图 18 mqtt_sinewave_pub案例 案例说明 案例功能：使用libmosquitto的API与MQTT代理服务器通信。评估板生成正弦波数据，每秒发送512个采样点的数据至MQTT服务器；上位机通过Web页面从MQTT服务器接收到数据后，将会绘制波形。 程序流程图如下图所示。  图 19 案例测试 本案例使用公网MQTT HiveMQ服务器与上位机Ubuntu Web程序通信。请通过网线将评估板千兆网口ETH0 RGMII和上位机连接至公网，确保可正常访问互联网。 评估板启动，将案例bin目录下mqtt_sinewave_pub可执行文件拷贝至评估板文件系统的任意目录下，执行如下命令查看程序参数说明。 Target#./mqtt_sinewave_pub --help  图 20 执行如下命令运行程序，连接MQTT服务器，并发送正弦波数据至MQTT服务器。 Target#./mqtt_sinewave_pub -h broker.hivemq.com -p 1883  图 21 评估板程序运行后，在上位机使用浏览器打开"toolsweb_mqtt_sub"目录下的index.html文件。在弹出的Web页面（如下图），依次输入MQTT服务器：broker.hivemq.com，端口号：8000，最后点击连接，Web页面将会从MQTT服务器获取正弦波数据并进行波形绘制。 备注：ARM端MQTT通信协议基于TCP协议，Web端MQTT通信协议基于WebSocket协议，因此使用的端口号不同。  图 22  图 22 案例编译 将案例src文件夹拷贝至Ubuntu工作目录下，请先确保已参考《Ubuntu系统使用手册》文档安装LinuxSDK，进入案例src目录执行如下命令修改Makefile文件。 Host#vim Makefile 图 24 修改内容如下： SDK_PATH = /home/tronlong/RK3562/Ubuntu/rk3562-ubuntu20.04-sdk-v1.0 //修改为LinuxSDK源码路径  图 25 执行如下命令配置交叉编译工具链环境变量。编译完成后，将在当前目录下生成可执行文件。 Host#source /home/tronlong/RK3562/Ubuntu/rk3562-ubuntu20.04-sdk-v1.0/environment Host#make  图 26 关键代码 创建Mosquitto实例  图 27 设置回调函数  图 28 连接MQTT服务器  图 29 发送数据  图 30 想了解更多资料，可前往创龙科技官网或微信公众号。 |
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