在 Python 中使用 MQTT的方法

2023-07-18 14:18:03 155

Python是一种广泛使用的解释型、高级编程、通用型编程语言。Python的设计哲学强调代码的可读性和简洁的语法（尤其是使用空格缩进划分代码块，而非使用大括号或者关键词）。Python让开发者能够用更少的代码表达想法，不管是小型还是大型程序，该语言都试图让程序的结构清晰明了。

MQTT是一种基于发布/订阅模式的轻量级物联网消息传输协议，可以用极少的代码和带宽为联网设备提供实时可靠的消息服务，它广泛应用于物联网、移动互联网、智能硬件、车联网、电力能源等行业。

本文主要介绍如何在Python项目中使用paho-mqtt客户端库，实现客户端与MQTT服务器的连接、订阅、取消订阅、收发消息等功能。

项目初始化

本项目使用Python3.6进行开发测试，读者可用如下命令确认Python的版本。

➜~python3--version
Python3.6.7

选择MQTT客户端库

paho-mqtt是目前Python中使用较多的MQTT客户端库，它在Python2.7或3.x上为客户端类提供了对MQTTv3.1和v3.1.1的支持。它还提供了一些帮助程序功能，使将消息发布到MQTT服务器变得非常简单。

Pip安装PahoMQTT客户端

Pip是Python包管理工具，该工具提供了对Python包的查找、下载、安装、卸载的功能。

pip3install-ihttps://pypi.doubanio.com/simplepaho-mqtt

PythonMQTT使用

连接MQTT服务器

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

Broker:broker.emqx.io
TCPPort:1883
WebsocketPort:8083

导入PahoMQTT客户端

frompaho.mqttimportclientasmqtt_client

设置MQTTBroker连接参数

设置MQTTBroker连接地址，端口以及topic，同时我们调用Pythonrandom.randint函数随机生成MQTT客户端id。

broker='broker.emqx.io'
port=1883
topic="/python/mqtt"
client_id=f'python-mqtt-{random.randint(0,1000)}'

编写MQTT连接函数

编写连接回调函数on_connect，该函数将在客户端连接后被调用，在该函数中可以依据rc来判断客户端是否连接成功。通常同时我们将创建一个MQTT客户端，该客户端将连接到broker.emqx.io。

defconnect_mqtt():
defon_connect(client,userdata,flags,rc):
ifrc==0:
print("ConnectedtoMQTTBroker!")
else:
print("Failedtoconnect,returncode%d\n",rc)
#SetConnectingClientID
client=mqtt_client.Client(client_id)
client.on_connect=on_connect
client.connect(broker,port)
returnclient

发布消息

首先定义一个while循环语句，在循环中我们将设置每秒调用MQTT客户端publish函数向/python/mqtt主题发送消息。

defpublish(client):
msg_count=0
whileTrue:
time.sleep(1)
msg=f"messages:{msg_count}"
result=client.publish(topic,msg)
#result:[0,1]
status=result[0]
ifstatus==0:
print(f"Send`{msg}`totopic`{topic}`")
else:
print(f"Failedtosendmessagetotopic{topic}")
msg_count+=1

订阅消息

编写消息回调函数on_message，该函数将在客户端从MQTTBroker收到消息后被调用，在该函数中我们将打印出订阅的topic名称以及接收到的消息内容。

defsubscribe(client:mqtt_client):
defon_message(client,userdata,msg):
print(f"Received`{msg.payload.decode()}`from`{msg.topic}`topic")

client.subscribe(topic)
client.on_message=on_message

完整代码

消息发布代码

#python3.6

importrandom
importtime

frompaho.mqttimportclientasmqtt_client


broker='broker.emqx.io'
port=1883
topic="/python/mqtt"
#generateclientIDwithpubprefixrandomly
client_id=f'python-mqtt-{random.randint(0,1000)}'


defconnect_mqtt():
defon_connect(client,userdata,flags,rc):
ifrc==0:
print("ConnectedtoMQTTBroker!")
else:
print("Failedtoconnect,returncode%d\n",rc)

client=mqtt_client.Client(client_id)
client.on_connect=on_connect
client.connect(broker,port)
returnclient


defpublish(client):
msg_count=0
whileTrue:
time.sleep(1)
msg=f"messages:{msg_count}"
result=client.publish(topic,msg)
#result:[0,1]
status=result[0]
ifstatus==0:
print(f"Send`{msg}`totopic`{topic}`")
else:
print(f"Failedtosendmessagetotopic{topic}")
msg_count+=1


defrun():
client=connect_mqtt()
client.loop_start()
publish(client)


if__name__=='__main__':
run()

消息订阅代码

#python3.6

importrandom
importtime

frompaho.mqttimportclientasmqtt_client


broker='broker.emqx.io'
port=1883
topic="/python/mqtt"
#generateclientIDwithpubprefixrandomly
client_id=f'python-mqtt-{random.randint(0,1000)}'


defconnect_mqtt():
defon_connect(client,userdata,flags,rc):
ifrc==0:
print("ConnectedtoMQTTBroker!")
else:
print("Failedtoconnect,returncode%d\n",rc)

client=mqtt_client.Client(client_id)
client.on_connect=on_connect
client.connect(broker,port)
returnclient


defpublish(client):
msg_count=0
whileTrue:
time.sleep(1)
msg=f"messages:{msg_count}"
result=client.publish(topic,msg)
#result:[0,1]
status=result[0]
ifstatus==0:
print(f"Send`{msg}`totopic`{topic}`")
else:
print(f"Failedtosendmessagetotopic{topic}")
msg_count+=1


defrun():
client=connect_mqtt()
client.loop_start()
publish(client)


if__name__=='__main__':
run()
消息订阅代码
#python3.6

importrandom

frompaho.mqttimportclientasmqtt_client


broker='broker.emqx.io'
port=1883
topic="/python/mqtt"
#generateclientIDwithpubprefixrandomly
client_id=f'python-mqtt-{random.randint(0,100)}'


defconnect_mqtt()->mqtt_client:
defon_connect(client,userdata,flags,rc):
ifrc==0:
print("ConnectedtoMQTTBroker!")
else:
print("Failedtoconnect,returncode%d\n",rc)

client=mqtt_client.Client(client_id)
client.on_connect=on_connect
client.connect(broker,port)
returnclient


defsubscribe(client:mqtt_client):
defon_message(client,userdata,msg):
print(f"Received`{msg.payload.decode()}`from`{msg.topic}`topic")

client.subscribe(topic)
client.on_message=on_message


defrun():
client=connect_mqtt()
subscribe(client)
client.loop_forever()


if__name__=='__main__':
run()

测试

消息发布

运行MQTT消息发布代码，我们将看到客户端连接成功，并且成功将消息发布。

python3pub.py

消息订阅

运行MQTT消息订阅代码，我们将看到客户端连接成功，并且成功接收到发布的消息。

python3sub.py

总结

至此，我们完成了使用paho-mqtt客户端连接到公共MQTT服务器，并实现了测试客户端与MQTT服务器的连接、消息发布和订阅。

与C++或Java之类的高级语言不同，Python比较适合设备侧的业务逻辑实现，使用Python您可以减少代码上的逻辑复杂度，降低与设备的交互成本。我们相信在物联网领域Python将会有更广泛的应用。

接下来我们将会陆续发布更多关于物联网开发及Python的相关文章，敬请关注。

以上就是在Python中使用MQTT的方法的详细内容，更多关于Python中使用MQTT的资料请关注毛票票其它相关文章！

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