树莓派如何搭建mqtt服务器

A. 如何用树莓派搭建服务器

方法/步骤

1
在树莓派上安装linux系统，到官网下载系统压缩包，推荐使用raspbian。

2
如果在windows下安装，需要下载win32diskimager，解压系统，将解压出来的系统映像写到内存卡（内存卡最好大点，推荐8G以上的内存卡）。
3
如果在Linux系统下安装，先输入命令：sudo fdisk -l
查询内存卡的分区，一般是/dev/sdb。
把系统映像解压到家目录下/home/***，输入命令：
sudo dd bs=1M if=~/2016-02-26-raspbian-jessie-lite.img of=/dev/sdb
这步按你自己的实际情况操作。
看到以下输出就成功写入了。

4
把内存卡装入树莓派，开机启动，第一次会需要配置系统，可以按默认设置直接启动进入系统。
5
安装Apache。apache服务器一般在linux软件源列表有，可以用apt安装。
在安装可以先更新一下apt的软件列表，以确定安装的软件是最新。
输入命令：sudo apt-get update
更新完毕可以正式安装apache了。
输入命令：sudo apt-get install apache2

6
安装mysql。这个也是软件列表中的软件，所以直接用apt安装。因为我们是使用服务器端应用，输入以下命令安装：
sudo apt-get install mysql-server

7
安装php。
输入命令：sudo apt-get install php5
php还需要对数据库进行操作，所以还需要安装php5-mysql
输入命令：sudo apt-get install php5-mysql

8
注册一个域名，用nat123将你的域名与你的IP进行域名解析。若是内网则还需要内网映射。
9
在浏览器输入打开你的网址，网页正常显示服务器就搭建成功了。

B. mqtt 服务器如何使用设置最大发送数量

1、在这里下载Apollo服务器，下载后解压，然后运行apache-apollo-1.6\bin\apollo.cmd，输入create mybroker（名字任意取，这里是根据官网介绍的来取的）创建服务器实例，服务器实例包含了所有的配置，运行时数据等，并且和一个服务器进程关联。
2、create mybroker之后会在bin目录下生成mybroker文件夹，里面包含有很多信息，其中etc\apollo.xml文件下是配置服务器信息的文件，etc\users.properties文件包含连接MQTT服务器时用到的用户名和密码，后面会介绍，可以修改原始的admin=password，可以接着换行添加新的用户名密码。
3、打开cmd，运行…apache-apollo-1.6\bin\mybroker\bin\apollo-broker.cmd run 开启服务器，可以在浏览器中输入http://127.0.0.1:61680/查看是否安装成功，该界面展示了topic，连接数等很多信息。
经过上面的简单步骤，服务器基本上就已经完成，下一篇将介绍Android客户端的编写和注意事项。
客户端使用的API，开始我使用的是mqtt-client，使用过后发现问题百出，不能很好的满足要求，后来使用了官方推荐的Eclipse Paho，

C. Android MQTT 通信

  MQTT 协议 是基于发布/订阅模式的物联网通信协议，凭借简单易实现、支持 QoS、报文小等特点，占据了物联网协议的半壁江山。
  常用于 IOT 物联网和一些需要服务端主动通知客户端的场景。

1. 导入依赖

2. 创建 MqttHelper 辅助类，设置回调监听

3. 连接 MQTT

  连接成功或失败，以及中途的连接掉线，会触发 OnMqttStatusChangeListener 回调

4. MQTT 连接状态监听

5. MQTT 收发消息监听

  onSubMessage 订阅的消息回调，因为存在订阅多个 topic 的情况，所以回调能知道是来自哪个 Topic 的消息；
  onPubMessage 发布的消息回调，用于确认发布的消息是否发送成功。

6. MQTT 订阅 Topic

  需要在 MQTT 连接成功后才能订阅 topic，否则订阅 Topic 不成功，收不到对应消息

7. MQTT 取消订阅 Topic

8. MQTT 发布消息

9. MQTT 断开连接

10. 通知设置
  由于 MQTT 启动了一个 Service，而 Android 8.0 以上对于后台 Service 限制时长 5 秒；所以将 MqttService 绑定到 Notification 上成为了一个前台通知；通知的标题和内容显示可以在 strings.xml 中设置，对应属性如下：

  Android 8.0 及以上开启前台服务绑定到通知，8.0 以下默认不启用，可将 mqtt_foreground_notification_low_26 设为 true，将 8.0 以下设备也开启前台通知服务

  创建 MQTT 实例时需要传送参数 MqttOptions,下面将介绍下部分参数;

1. Topic
  MQTT 是一种发布/订阅的消息协议, 通过设定的主题 Topic,
发布者向 Topic 发送的 payload 负载消息会经过服务器, 转发到所有订阅袜桥
该 Topic 的订阅者
   通配符 : 假想移动端消息推送场景,有的系统消息是全体用户接收,有的消息是 Android 或 iOS 设备接收, 又或者是某些消息具体推送到用户,当然, 对应的多种类型消息可以通过多订阅几个对应的 Topic 解决,也可以使用通配符;
  通配符有两个, " + " 和 " # ", 与正斜杠 " / " 组合使用;加号只能表示一级Topic, 井号可以表示任意层级 Topic; 例如: 订阅 Topic为 " System/+ ", 发布者发布的 Topic 可以是 System、System/Android、System/iOS; 但是不能是 System/iOS/123, 而订阅的 Topic 如果是" System/# " 则可以收到;
   注意,只有订阅的 Topic 才可以使用 通配符, 发布和遗嘱的 Topic 不能包含通配符.

2. ClientID
  发布者和订阅者都是属于客户端, 客户端与服务端建立连接之后,发送的第一个报文消息必须是 Connect 消息隐好缺,而 Connect 的消息载荷中必须包含 clientID 客户端唯一标识;
  如果两个客户端的 clientID 一样, 则服务端记录第一个客户端连接之后再收到第二个客户端连接请求,则会向一个客户端发送 Disconnect 报文断开连接, 并连接第二个客户端, 而如果此时设置了自动重连, 第一个客户端再次连接,服务端又断开与第二个的连接, 连上第一个客户端, 如此将导灶辩致两个客户端不断的被挤掉重连.
  注意: clientID 使用的字符最好是 大小写字母和数字, 长度最好限制在[1, 23] 之间;

3. 遗嘱消息
  可选参数, 客户端没有主动向服务端发起 disconnect 断开连接消息,然而服务端检测到和客户端之间的连接已断开, 此时服务端将该客户端设置的遗嘱消息发送出去
  应用场景: 客户端因网络等情况掉线之后, 可以及时通知到所有订阅该遗嘱 Topic 的客户端;
  遗嘱 Topic 中不能存在通配符.

4. Session
  客户端和服务端之间建立的会话状态, 一般用于消息保存, 如果设置清除 Session,则每次客户端和服务端建立连接会创建一个新的会话,之前连接中的消息不能恢复,
  而设置不清除会话, 对应发布者发送的 qos 为 1和2 的消息,还未被订阅者接收确认,则需要保存在会话中, 以便订阅者下次连接可以恢复这些消息;
  注意: Session 存储的消息是保存在内容中的, 所以如果不是重要的消息,最好是设置清除 Session, 或者设置 qos = 0;

5. 心跳包
  标识客户端传输一次控制报文到下一次传输之间允许的空闲时间；在这段时间内，如果客户端没有其他任何报文发送，必须发送一个 PINGREQ 报文到服务器，而如果服务端在 1.5 倍心跳时间内没有收到客户端消息，则会主动断开客户端的连接，发送其遗嘱消息给所有订阅者。而服务端收到 PINGREQ 报文之后，立即返回 PINGRESP 报文给客户端
  心跳时间单位为秒，占用2个字节，最大 2^16 - 1 = 65535秒（18小时12分钟15秒）,设置为 0 表示不使用心跳机制； 心跳时间一般设置为几分钟或几十秒即可，时间短点可以更快的发出遗嘱消息通知掉线，但是时间短会增加消息频率，影响服务端并发； 微信长连接为 300 秒，而三大运营商貌似也有个连接时间最小的为 5 分钟。

6. qos
  服务质量等级 qos 对应两部分,一是客户端到服务端发送的消息, 一是服务端到客户端订阅的消息; 从发布者到订阅者实际 qos 为两段路中 qos 最小的。
  qos 可选值 0(最多交付一次)、1(最少交付一次)、2(正好交付一次);
   qos = 0 ：接收方不发送响应，发送方不进行重试；发送方只管发一次，不管是否发成功，也不管接收方是否成功接收，适用于不重要的数据传输；
   qos = 1 ：确保消息至少有一次到达接收方，发送方向接收方发送消息，需要等待接收方返回应答消息，如果发送方在一定时间之内没有收到应答，发送方继续下一次消息发送，直到收到应答消息，删除本地消息缓存，不再发送；所以接收方可能收到1-n次消息；适用于需要收到所有消息，客户端可以处理重复消息。
   qos = 2 ：确保消息只一次到达接收方，发送方和接收方之间消息处理流程最复杂；
   Mqtt Qos 深度解读 和 MQTT协议QoS2 准确一次送达的实现

7. payload 负载消息
  字节流类型, 是 MQTT 通信传输的真实数据

8. 保留消息
  发布消息时设置, 对应参数 retain, 服务端将保留对应 Topic 最新的一条消息记录; 保留消息的作用是每次客户端连接上线都会收到其 Topic 的最后一条保留消息, 所以可能存在网络不稳定,频繁掉线重连,每次重连重复收到保留消息;
   可以向对应的 Topic 发送一条 空消息,用于清除保留消息。

MQTT 服务搭建 Apache Apollo 服务器 搭建 MQTT 服务
Github 仓库
mqtt 协议

D. 在云服务器上搭建了mqtt，为什么手机连接不上mqtt，要怎么做才能连接上求求大神帮忙

MQTT协议是广泛应用的物联网协议，使用测试MQTT协议需要MQTT的代理。有两种方法使用MQTT服务，一是租用现成的MQTT服务器，如阿里云，网络云，华为云等公用的云平台提供的MQTT服务，使用公用的MQTT服务器的好处是省事，但如果仅仅用于测试学习还需要注册帐号，灵活性差些，有的平台还需要付费。另一方法是自己使用开源的MQTT组件来搭建。
MQTT服务器非常多，如apache的ActiveMQ，emtqqd，HiveMQ，Emitter，Mosquitto，Moquette等等。
这里介绍的是用轻量级的mosquitto开源项目来搭建一个属于自己的MQTT服务器。
第一步：需要安装一台linux主机，这不多介绍，可以使用真机安装也可以使用虚拟机安装。如果仅仅是自己测试使用都可以。
第二步：下载mosquitto需要的依赖
sudo apt-get install libssl-devsudo apt-get install uuid-devsudo apt-get install cmake

第三步：下载mosquitto并解压，现在mosquitto官网最新的版本是1.5.1
tar xzvf mosquitto-1.5.1.tar.gz
第四步：编译
cd mosquitto-1.5.1/
make
make install
第五步：启动mosquitto
./mosquitto -v
1535473957: mosquitto version 1.5.1 starting
1535473957: Using default config.
1535473957: Opening ipv4 listen socket on port 1883.
1535473957: Opening ipv6 listen socket on port 1883.
这时候mosquitto就会以默认的参数启动。如果需要带配置文件可以修改配置文件mosquitto.conf，
启动时候加上参数 -c，
./mosquitto -c mosquitto.conf
可以看到，mosquitto监听的端口为1883.
这时候我们的MQTT服务器就搭建好了。可找一个mqtt客户端来测试一下。
先发布一个主题“home/garden/fountain/2”
内容是“hello world”
这时候在mosquitto会打印出下面的log
535474247: New connection from 192.168.1.105 on port 1883.
1535474247: New client connected from 192.168.1.105 as MQTT_FX_Client (c1, k60).
1535474247: No will message specified.
1535474247: Sending CONNACK to MQTT_FX_Client (0, 0)
1535474307: Received PINGREQ from MQTT_FX_Client
1535474307: Sending PINGRESP to MQTT_FX_Client
1535474339: Received PUBLISH from MQTT_FX_Client (d0, q0, r0, m0, 'home/garden/fountain/2', ... (12 bytes))
1535474367: Received PINGREQ from MQTT_FX_Client
1535474367: Sending PINGRESP to MQTT_FX_Client

订阅主题“home/garden/fountain/2”

可以看到收到了自己发布的消息。
用wireshark抓包
可以看到抓到了一个MQTT的publish的报文。

E. 使用 Node-RED 处理 MQTT 数据

本文将介绍使用 Node-RED 连接到 MQTT 服务器，并对 MQTT 数据进行过滤和处理后再将其发送至 MQTT 服务器的完整操作流程。读者可以快速了解如何使用 Node-RED 对 MQTT 数据进行简单的流处理。

Node-RED 无论是在你本地的电脑上，还是树莓派等设备，亦或是云端服务器，都可以快速安装和使用，下面将使用两种比较常见的安装方式：

使用 npm 进行全局安装：

使用 Docker 进行安装：

如果使用的是 npm 进行的全局安装，那么在提示安装成功后，只需要在全局运行 node-red 命令就可以立即启动 Node-RED。

无论是使用 Docker 还是 npm 在启动成功后，我们只需要打开浏览器，输入当前地址加 1880 端口号，即可打开 Node-RED 的浏览器编辑器页面，例如在本地运行的话，打开浏览器，输入 http://127.0.0.1:1880，当看到如下图所示页面后，说明 Node-RED 已经成功启动：

本文将使用 EMQ 提供的 免费公共 MQTT 服务器，该服务基于 MQTT 物联网云平台 - EMQX Cloud 创建，服务器接入信息如下：

在下面的功能演示中，我们将提供一个使用 Node-RED 来处理接收到的包含温湿度信息的 JSON 数据，然后对温度值进行规则判断，当温度发生改变的时候，就将当前发生改变的温度值通过 MQTT 再次发送出去的简单使用案例。

我们首先在左侧菜单栏中，拖拽一个 MQTT in 的节点到页面中，双击节点后，右侧出现一个编辑 MQTT 节点的配置页面，我们根据内容提示，新建一个连接信息后，再填入 MQTT 的其它连接信息后，点击 Done 按钮后，即可保存该节点信息。

接入数据：我们拖拽一个 JSON 节点到页面中，可以在 JSON 节点的配置页面中，配置一个 Action，我们设置为 Always convert to JavasScript Object ，因为我们无法确定发送过来的数据是一个 JSON 格式的数据还是一个 JSON 字符串，因此第一步都将接收到的消息进行一个 JSON 转换。配置完成后，我们将该节点与 MQTT in 节点进行连接。

过滤数据

我们配置完成格式化发送过来的消息数据后，我们就可以拖拽一个 filter 节点到页面中，同样双击节点后，在配置页面中配置规则，我们先选择一个 Mode，我们设置为 blcok unless value changes ，过滤规则为需要当前接收到数据的值发生改变，因为目前数据为 JSON 格式，我们判断的是 JSON 数据内的某一个值，因此我们需要在 Property 这里设置值为 msg.payload.temperature 配置完成后我们点击 Done 按钮来保存数据过滤节点的配置，最后将该节点连接到上一步配置完成后的 JSON 节点。

使用模版

当过滤完数据后，同样拖拽一个 template 节点到页面中，双击节点后来配置模版内容，使过滤完成后的数据，能通过模版将数据进行输出。当然也可以不需要这个步骤，直接将过滤后的数据进行输出。

完成以上对数据的处理和过滤后，最后我们再来将处理完成后的数据使用 MQTT 将其发送出去，拖拽一个 MQTT out 的节点到页面中，填入和 MQTT in 节点相同的连接信息，配置一个用户接收数据的 Topic，最后保存完成后，再将其和 template 节点进行连接，点击右上角的 Deploy 按钮，即可对当前规则应用进行在线部署。

在完成整个流数据处理的功能编排以后，我们使用 MQTT 5.0 客户端工具 - MQTT X 来测试和验证该功能的可用性。我们新建一个连接，连接到刚才在 Node-RED 中配置的 MQTT 云服务地址，然后输入 MQTT in 节点内的 Topic 来发送一条消息，使 Node-RED 能够接收到我们发送的 MQTT 数据。

然后我们再在 MQTT X 中订阅一个在 MQTT out 节点内配置的 Topic，用于接收处理过的消息数据。当发送一条包含了温湿度的消息数据后，我们可以接收到一条根据我们设定的消息模版发送过来的消息，再次发送就无法接收到。

因为此时温度值没有发生变化，当我们再次修改温度值后，就会发现我们又接收到了一条包含提醒温度值发生变化的消息。

至此，我们完成了安装并使用 Node-RED 连接到 MQTT 云服务，以及对 MQTT 消息数据进行过滤和处理，最后再将处理完成后的数据消息发送至 MQTT 服务器的全部流程。

Node-RED 的交互和使用方式，即用 UI 方式描述通用业务逻辑，可以降低非专业开发人员的上手门槛，使用一个可视化工具快速地创建需要的复杂执行任务，可以通过简单 Node 即节点连接构建出复杂的任务，特别是针对一些物联网的应用场景，都很有帮助。

F. 树莓派搭建文件服务器

https://www.raspberrypi.org/downloads/raspberry-pi-os/

安装 Etcher 之后启动 Etcher，插入 SD 卡、选择要安装的 img 文件、选择 SD 卡对应的磁盘分区
https://www.balena.io/etcher/

① 新建一个ssh空白文件，放到root目录下，树莓派开机会自动启用
② 网络优先选择有线网络
③ 无线网络
将刷好 Raspbian 系统的 SD 卡用电脑读取。在 boot 分区，也就是树莓派的 /boot 目录下新建

具体详情看下面
https://shumeipai.nxez.com/2017/09/13/raspberry-pi-network-configuration-before-boot.html

方法1:利用路由器软件查看IP地址

方法2:

ssh连接默认用户名：pi 密码：raspberry

方法3:IP Scanner

1.切换 root权限 sudo su
2.编辑下列文件

连接raw.githubusercontent.com失败
step1 ：
在 https://site.ip138.com/raw.Githubusercontent.com/
输入raw.githubusercontent.com查询IP地址
step2 ：
sudo nano /etc/hosts
你查到的ip地址，香港的就行 raw.githubusercontent.com
比如：
151.101.76.133 raw.githubusercontent.com

OpenMediaVault项目地址：
https://github.com/OpenMediaVault-Plugin-Developers/installScript

执行安装脚本：

step1:
输入树莓派的IP地址
初始用户名：admin
密码：openmediavault
step2:
1.连接硬盘
2.文件系统—>卸载硬盘
3.磁盘—>擦除
4.文件系统—>新建 文件系统选择EXT4
5.挂载—>应用
6.共享文件夹—>新建一个文件夹 设置权限
7.SMB/CIFS —>启用
8.共享—>添加共享

mac登陆
前往：连接服务器 smb://树莓派的ip地址
windows
我的电脑—>右键—>映射网络驱动器—>找到共享的文件夹

G. MQTT简单介绍

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅模式的"轻量级"通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上。好比你给好友发送一封电子邮件，发送完成后你可以去做别的事情，收件人也不必立刻响应，可以在自己有空的时候查看邮件，是一个典型的异步发布/订阅场景。而另一种典型的同步请求/回答场景，可以用接打电话的场景来类比。

MQTT的设计遵循以下的原则：

为了满足不同的场景，MQTT支持三种不同级别的服务质量（Quality of Service，QoS）为不同场景提供消息可靠性：

MQTT拥有14种不同的消息类型：

实现MQTT协议需要客户端和服务器端通讯完成，在通讯过程中，MQTT协议中有三种身份：发布者（Publish）、代理（Broker）（服务器）、订阅者（Subscribe）。其中，消息的发布者和订阅者都是客户端，消息代理是服务器，消息发布者可以同时是订阅者。

MQTT传输的消息分为：主题（Topic）和负载（payload）两部分：

MQTT会构建底层网络传输：它将建立客户端到服务器的连接，提供两者之间的一个有序的、无损的、基于字节流的双向传输。

当应用数据通过MQTT网络发送时，MQTT会把与之相关的服务质量（QoS）和主题名（Topic）相关连。

一个使用MQTT协议的应用程序或者设备，它总是建立到服务器的网络连接。客户端可以：

MQTT服务器以称为"消息代理"（Broker），可以是一个应用程序或一台设备。它是位于消息发布者和订阅者之间，它可以：

订阅包含主题筛选器（Topic Filter）和最大服务质量（QoS）。订阅会与一个会话（Session）关联。一个会话可以包含多个订阅。每一个会话中的每个订阅都有一个不同的主题筛选器。

每个客户端与服务器建立连接后就是一个会话，客户端和服务器之间有状态交互。会话存在于一个网络之间，也可能在客户端和服务器之间跨越多个连续的网络连接。

连接到一个应用程序消息的标签，该标签与服务器的订阅相匹配。服务器会将消息发送给订阅所匹配标签的每个客户端。

一个对主题名通配符筛选器，在订阅表达式中使用，表示订阅所匹配到的多个主题。

消息订阅者所具体接收的内容。

MQTT协议中定义了一些方法（也被称为动作），来于表示对确定资源所进行操作。这个资源可以代表预先存在的数据或动态生成数据，这取决于服务器的实现。通常来说，资源指服务器上的文件或输出。主要方法有：