C/C++开发，IBM纯 c标准MQTT源码，实现纯C语言访问阿里云物联网平台开发案例

目录

一、MQTT协议简介

二、阿里云物联网平台

       2.1  阿里云平台及公共实例

        2.2 创建测试MQTT协议的产品及设备

         2.3 阿里云物联网平台MQTT测试

三、MQTT工程设计

        3.1工程结构

        3.2 源码设计及实现

四、程序编译及测试

        4.1 编译指令

        4.2 编译过程如下：

        4.3 程序测试

 五、附件

一、MQTT协议简介

        MQTT 是一种基于发布/订阅模式的轻量级消息传输协议，专门针对低带宽和不稳定网络环境的物联网应用而设计，可以用极少的代码为联网设备提供实时可靠的消息服务。MQTT 协议广泛应用于物联网、移动互联网、智能硬件、车联网、智慧城市、远程医疗、电力、石油与能源等领域。MQTT 协议由 Andy Stanford-Clark （IBM）和 Arlen Nipper（Arcom，现为 Cirrus Link）于 1999 年发布。 按照 Nipper 的介绍，MQTT 必须具备以下几点：

•     简单容易实现
•     支持 QoS（设备网络环境复杂）
•     轻量且省带宽（因为那时候带宽很贵）
•     数据无关（不关心 Payload 数据格式）
•     有持续地会话感知能力（时刻知道设备是否在线）

        MQTT 原名是 MQ TT，其全称为: MQ Telemetry Transport，是九十年代早期Arlen Nipper在参与 Conoco Phillips 公司的一个原油管道数据采集监控系统（pipeline SCADA system）时开发的一个实时数据传输协议。它的目的在于让传感器通过带宽有限的 VSAT ，与 IBM 的 MQ Integrator 通信。由于 Nipper 是遥感和数据采集监控专业出身，所以按业内惯例取了 MQ TT 这个字。        

        新发布的MQTT 5.0 版本在 3.1.1 版本基础上增加了会话/消息延时、原因码、主题别名、用户属性、回话过期、消息过期、流量控制、遗嘱遗愿、共享订阅等更加符合现代物联网应用需求的特性，提高了大型系统的性能、稳定性与可扩展性。目前，MQTT 5.0 经过多年的发展，凭借其轻量高效、可靠的消息传递、海量连接支持、安全的双向通信等优点已成为物联网行业的首选协议，得益于MQTT具有以下特点。

        【1】轻量高效，节省带宽

        MQTT 将协议本身占用的额外消耗最小化，消息头部最小只需要占用 2 个字节，可稳定运行在带宽受限的网络环境下。同时，MQTT 客户端只需占用非常小的硬件资源，能运行在各种资源受限的边缘端设备上。
        【2】可靠的消息传递

        MQTT 协议提供了 3 种消息服务质量等级（Quality of Service），保证了在不同的网络环境下消息传递的可靠性。

        1）QoS 0：消息最多传递一次。如果当时客户端不可用，则会丢失该消息。发布者发送一条消息之后，就不再关心它有没有发送到对方，也不设置任何重发机制；

        2）  QoS 1：消息传递至少 1 次。 包含了简单的重发机制，发布者发送消息之后等待接收者的 ACK，如果没收到 ACK 则重新发送消息。这种模式能保证消息至少能到达一次，但无法保证消息重复；

        3） QoS 2：消息仅传送一次。设计了重发和重复消息发现机制，保证消息到达对方并且严格只到达一次。

        4）除了 QoS 之外，MQTT 还提供了清除会话（Clean Session）机制。对于那些想要在重新连接后，收到离线期间错过的消息的客户端，可在连接时设置关闭清除会话，此时服务端将会为客户端存储订阅关系及离线消息，并在客户端再次上线后发送给客户端。
        【3】海量连接支持

        MQTT 协议从诞生之时便考虑到了日益增长的海量物联网设备，得益于其优秀的设计，基于 MQTT 的物联网应用及服务可轻松具备高并发、高吞吐、高可扩展能力。连接海量的物联网设备，离不开 MQTT 服务器的支持。目前，MQTT 服务器中支持并发连接数最多的是 EMQX。最近发布的 EMQX 5.0 通过一个 23 节点的集群达成了 1 亿 MQTT 连接 每秒 100 万消息吞吐，这使得 EMQX 5.0 成为目前为止全球最具扩展性的 MQTT 服务器。
        【4】安全的双向通信

        依赖于发布订阅模式，MQTT 允许在设备和云之间进行双向消息通信。发布订阅模式的优点在于：发布者与订阅者不需要建立直接连接，也不需要同时在线，而是由消息服务器负责所有消息的路由和分发工作。安全性是所有物联网应用的基石，MQTT 支持通过 TLS/SSL 确保安全的双向通信，同时 MQTT 协议中提供的客户端 ID、用户名和密码允许我们实现应用层的身份验证和授权。
        【5】在线状态感知

        为了应对网络不稳定的情况，MQTT 提供了心跳保活（Keep Alive）机制。在客户端与服务端长时间无消息交互的情况下，Keep Alive 保持连接不被断开，若一旦断开，客户端可即时感知并立即重连。

        同时，MQTT 设计了遗愿（Last Will） 消息，让服务端在发现客户端异常下线的情况下，帮助客户端发布一条遗愿消息到指定的 MQTT 主题。

        另外，部分 MQTT 服务器如 EMQX 也提供了上下线事件通知功能，当后端服务订阅了特定主题后，即可收到所有客户端的上下线事件，这样有助于后端服务统一处理客户端的上下线事件。

二、阿里云物联网平台

       2.1  阿里云平台及公共实例

        阿里云物联网平台提供安全可靠的设备连接通信能力，支持设备数据采集上云，规则引擎流转数据和云

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