使用网络调试助手连接EMQ服务器

一、使用MQTT协议与服务器建立连接

1.在图纸中的位置输入EMQ服务器地址与EMQ服务器的端口。
2.接下来我们来看一下MQTT协议中的CONNECT报文、

(1)固定报头

byte1为0x10，表示向服务器端发送的为CONNECT报文，剩余长度值后等学到再继续介绍。我们先用##来代替。
那么现在CONNECT报文的前两个字节为 01 ##

(2)可变报头
CONNECT的可变报头按顺序有以下四个字段：协议名、协议级别、连接标志、保持连接。

a)协议名

按照MQTT文档所给出的表格，把他们表示为16进制为:
00 04 4D 51 54 54。

b)协议级别

现在所用的MQTT协议版本为3.1.1，那么协议级别的值为4(0x40)，其他的协议级别，在对应的协议文档中应该都会给出。那么第七位字节为 04

c) 连接标志

在EMQ服务器的设置中，我启动了emqx_auth_mysql，开启了认证。所以登录的时候是需要用户名与密码的，服务质量QoS一般都设为0。清理会话标志位，一般也会设置为1(等我理解了如何使用后在来详细介绍)。根据自己的需求，设置此字节为 11000010转换为十六进制对应 C2。

d) 保持连接

保持连接是一个以秒为单位的时间间隔，表示为一个16位的字。我们把它设置为100秒。那么这两位为 00 64

可变报头这样前期我们就基本固定为：00 04 4D 51 54 54 04 C2 00 64

(3) 有效负荷

可变报头中的连接标志决定了有效负荷中所要包含的信息，如果包含信息的话，则必须按照以下顺序填写：客户端标识符、遗嘱主题、遗嘱消息、用户名、密码。
1.首先我们设置客户标识符:
举个例子：当把客户标识符设为sun时，会在EMQ客户端出现

这种标识，该设备的客户端ID就被设置为了sun方便以后查找使用。那么此时客户端ID的十六进制表示为 73 75 6E，接下来在这三个字节的前面加上客户端ID的字节长度占用两字节：00 03，组合一下就是00 03 73 75 6E

由于没有设置遗嘱相关，所以我们就跳过遗嘱相关信息，直接填写用户的相关信息。应为在之前已配置好并启动了emqx_auth_mysql插件，在数据库中存入了一个user。其用户名为222，密码为111111，所以我们所要填入的就是这两个信息。
首先是用户名，将222转变为十六进制形式，注意这里的222并不是十进制的222而是字符串，转换的时候要留意，变为 32 32 32，同样在前面加上两个字节表示长度 00 03 ，组合下，变为：00 03 32 32 32。
接下来是用户密码，同用户名一样的处理变为：00 06 31 31 31 31 31 31。

当这些都转化完成后，我们要开始连接我们的服务器了，把上面的所有转化好的十六进制字节合并起来，变为：10 ## 00 04 4D 51 54 54 04 C2 00 64 00 03 73 75 6E 00 03 32 32 32 00 06 31 31 31 31 31 31
就剩下一个##是位置的了，先用最笨的方法，数一下##之后共有多少字节，那么##就是多少。后面会学到使用算法来计算剩余长度，所以就先数一下把。数完以后，我们这里是一共28个字节，所以 ## = 1C 。那么完整版就为：10 1C 00 04 4D 51 54 54 04 C2 00 64 00 03 73 75 6E 00 03 32 32 32 00 06 31 31 31 31 31 31

在网络助手中在下面选择HEX形式发送，把配置好的CONNECT报文复制到发送框，发送之后会接受到服务器返回的 20 02 00 00，此时就表示我们成功连接到EMQ服务器啦！在EMQ的客户端页面就可以查看到我们的设备已经上线了。

3.之前在做实验的时候，用到过中移物联OneNET，终端设备是通过EDP协议与OneNET建立连接的。就试着模仿EDP协议来写了一个简单的MQTT协议，来实现基本的通讯。下面是MQTT连接报文的C语言实现：

/*************** 动态申请内存 *************************/
#define MQTT_MALLOC_BUFF            malloc
#define MQTT_FREE_BUFF              free
/*************** 高低位先行 *************************/
#define MSB(A)                          (uint8)((A & 0xFF00) >> 8)
#define LSB(A)                          (uint8)(A & 0x00FF)
typedef struct Buffer
{uint8  *   _data;      //协议数据uint32    _len;       //写入的数据长度uint32 _size;      //缓存总大小uint8        _memFlag;   //内存使用的方案：0-未分配  1-使用的动态分配       2-使用的固定内存} MQTT_PACKET_STRUCTURE;
/***  函数名: MQTT_NewBuff*  作用  : 申请内存*  参数  : MQTT_Packet:包体结构*          size: 所要分配的内存大小*/void MQTT_NewBuff(MQTT_PACKET_STRUCTURE *MQTT_Packet,uint32 size)
{uint32 i = 0;if(MQTT_Packet->_data == NULL){MQTT_Packet->_memFlag = MEM_FLAG_ALLOC;// 分配内存，MALLOCK返回值为所分配内存的开始位置的指针MQTT_Packet->_data = (uint8 *)MQTT_MALLOC_BUFF(size);if(MQTT_Packet->_data != NULL){// 内存分配成功MQTT_Packet->_len = 0;MQTT_Packet->_size = size;for (i = 0; i < size; i++){// 清空数据MQTT_Packet->_data[i] = 0;}}}else{// 使用全局变量或者局部变量来分配内存MQTT_Packet->_memFlag = MEM_FLAG_STATIC;for(i = 0; i < MQTT_Packet->_size; i++){MQTT_Packet->_data[i] = 0;}MQTT_Packet->_len = 0;if(MQTT_Packet->_size < size){// 如果所给的内存小于数据内存 则分配失败MQTT_Packet->_data = NULL;}}
}/***  函数名: MQTT_FreeBuff*  作用  : 释放内存*  参数  : MQTT_Packet:包体结构**/
void MQTT_FreeBuff(MQTT_PACKET_STRUCTURE *MQTT_Packet)
{MQTT_FREE_BUFF(MQTT_Packet->_data);// 重置包体结构MQTT_Packet->_data = NULL;MQTT_Packet->_len = 0;MQTT_Packet->_size = 0;MQTT_Packet->_memFlag = MEM_FLAG_NULL;
}uint8 MQTT_Connect(const int8 * user_name,const int8 * password,uint16 keep_time,MQTT_PACKET_STRUCTURE * MQTT_Packet)
{// ClientID设置为与用户名相同const int8 * ClientID = user_name;uint8 ClientID_len = strlen(user_name);// 用户名称暂时为10uint8 user_name_len = strlen(user_name);// 密码长度为36uint8 password_len = strlen(password);// 80足够MQTT_NewBuff(MQTT_Packet,80);if(MQTT_Packet->_data == NULL){// 内存分配失败printf("内存分配失败！\n");return 0;}/* byte0: 消息类型 */MQTT_Packet->_data[0] = CONNECT;MQTT_Packet->_len++;/* byte1: 剩余消息长度 */// 16 = 10 + 2 + 2 + 2  (10个固定长度，2表示ClientID，user_name，password长度表示位)MQTT_Packet->_data[1] = 16 + ClientID_len + user_name_len + password_len;MQTT_Packet->_len++;/* byte2-7: 协议描述 */MQTT_Packet->_data[2] = 0;MQTT_Packet->_data[3] = 4;strncat((int8 *)MQTT_Packet->_data + 4,"MQTT",4);MQTT_Packet->_len += 6;/* byte8: 协议级别 */MQTT_Packet->_data[8] = 4;MQTT_Packet->_len++;/* byte9: 连接标志 */MQTT_Packet->_data[9] = 0xC0;  // 保留会话(没有遗嘱，存在用户名与密码消息)MQTT_Packet->_len++;/* byte10-11: 保持连接时间 */MQTT_Packet->_data[10] = MSB(keep_time);MQTT_Packet->_data[11] = LSB(keep_time);MQTT_Packet->_len += 2;/* ClientID */MQTT_Packet->_data[12] = MSB(ClientID_len);MQTT_Packet->_data[13] = LSB(ClientID_len);MQTT_Packet->_len += 2;strncat((int8 *)MQTT_Packet->_data + 14,ClientID,ClientID_len);MQTT_Packet->_len += ClientID_len;/* user_name */MQTT_Packet->_data[14 + ClientID_len] = MSB(user_name_len);MQTT_Packet->_data[15 + ClientID_len] = LSB(user_name_len);MQTT_Packet->_len += 2;strncat((int8 *)MQTT_Packet->_data + 16 + ClientID_len,user_name,user_name_len);MQTT_Packet->_len += user_name_len;/* password */MQTT_Packet->_data[16 + ClientID_len + user_name_len] = MSB(password_len);MQTT_Packet->_data[17 + ClientID_len + user_name_len] = LSB(password_len);MQTT_Packet->_len += 2;strncat((int8 *)MQTT_Packet->_data + 18 + ClientID_len + user_name_len,password,password_len);MQTT_Packet->_len += password_len;return 1;}

最后放上这个网络调试助手的下载地址吧
http://free.cmsoft.cn/download/cmsoft/netassist.zip