1、node.js实战--一个极其简单的MQTT服务器及通信

闲言碎语

MQTT，是IBM开发的一个及时通讯协议。关于更多的MQTT协议的内容，请自行百度、google之。本文主要介绍如何使用node.js搭建一个极其简单的MQTT服务器，并和nodeMCU进行通信。

服务端的实现

这里使用安装了node.js工具的visual studio 2015作为开发环境。创建一个空白的Web应用。当然，你也可以创建express的工程。

创建工程
  新建的工程附带了一个hello world的例子，先把代码删掉。想要用node.js做mqtt服务器，我们还需要个名字叫Mosca的module。这里以Embedded的方式来install。在vs的命令行窗口里面输入

.npm install mosca --save

注意npm前面有个点。打开命令行窗口的方法见下图。

使用命令行加入module

加入mosca模块

var mosca = require('mosca')

配置信息

var moscaSettings = {
    port: 1883,
};

这里我们不需要使用数据库、设置密码之类的东西，只设置端口就行。接下来创建一个server

var server = new mosca.Server(moscaSettings);

绑定事件回调，mosca有下面几种事件，按需绑定。

• clientConnected, 客户端已经连接，      参数：client；
• clientDisconnecting, 客户端正在断开连接， 参数：client；
• clientDisconnected, 客户端已经断开连接，  参数：client；
• published, 新消息发布，          参数：packet， client；
• subscribed, 客户端订阅信息，         参数：topic， client;
• unsubscribed, 客户端取消订阅信息，     参数：topic， client;

server.on('ready', setup);
function setup() {
    console.log('Mosca server is up & running');
}

server.on('clientConnected', function (client) {
    console.log('Client Connected: ', client.id);
});

server.on('clientDisconnected', function (client) {
    console.log('Client Disconnected: ', client.id);
});

published事件单独拿出来说一下。packet包含了下面几个内容：

• topic，主题
• payload，内容
• messageId
• qos
• retain

server.on('published', function (packet, client) {
    //console.log('Published: ', packet);
    switch (packet.topic) {
        case 'test':
            console.log("payload: ", packet.payload.toString());
            var msg = {
                topic: 'repeat',
                payload: packet.payload,
                qos: 0,
                retain: false
            };
            server.publish(msg, function () {
                console.log('repeat!  ');
            });
            break;
    }
});

  这里接收到topic为test就把原文中的payload publish出去。到此，工作就完成了。编译，调试-开始执行（不调试）。接着用mqtt-spy来测试效果。
先创建一个连接，在server URL那添加端口，其他默认即可，配置如下：

配置信息 通信

nodeMCU(更多nodeMCU的内容)

  接下来，用nodeMCU来做客户端，把串口的数据转发个服务端。首先，我们要让nodeMCU模块可以连入我们的局域网。非常简单，只需要几句语句就可以解决。

wifi.setmode(wifi.STATION)
wifi.sta.autoconnect(1)
wifi.sta.config("ssid", "password")

连入WiFi后，可能需要一点时间才能连接成功。接着创建一个MQTT的客户端，绑定connect事件回调和message事件回调。

m = mqtt.Client("nodeMCU", 120)
m:on("connect", function(client) print("connected") end)
m:on("message", function(client, topic, data)
    print(topic .. ":")
    if data ~= nil then
        print(data)
    end
end)

函数m:connect用来连接到node.js的MQTT服务器。不过，连接可能需要点事件，也不一定一次就连接成功。所以，重新封装了一下用一个定时器来回调轮询。

function connect()
    m:connect("192.168.199.202",1883, 
        function(client)
            print("connected")
            publish()
        end, 
        function(client, reason)
            print("fail reason: " .. reason)
        end
    )    
end

function publish()
    tmr.stop(0)
    m:subscribe("repeat", 0, function(client) print("subscribe success") end)
    tmr.alarm(0, 2000, tmr.ALARM_AUTO, function()
        m:publish("test", "SOS", 0, 0)
    end)
end

tmr.alarm(0, 2000, tmr.ALARM_AUTO, connect)

m:subscribe函数用来订阅某个topic。m:publish用来发布一个消息。这里使用定时器定时发布消息。服务器会在收到消息后，转发出来，topic为repeat。于是，我们可以看到nodeMCU一直在print自己发布出去的消息。效果如下：

通信图

扩展例子

  在嵌入式开发中(特别是物联网相关的产品)，可能会用到串口来和其他模块进行通信。如果通信协议是自定义，调试中可能要和上层服务通信，增加了整个调试的复杂性。这种情况下，就可以借助nodemcu的串口插入到单片机的串口与模块中间。接收并转发单片机发送出来的串口数据，同时又可以把数据publish到前面实现的mqtt服务器上。做到既不影响单片机与模块通信，又可以分析数据。借助node.js丰富的模块，可以实现更加复杂高效的调试工具，告别使用串口调试软件看hex数据这种虐心的调试手段。
  这里给个例子供参考。主要用到了nodeMCU中的uart、wifi、mqtt几个模块。nodeMCU接收到串口数据后，把数据又通过串口发送出去。可以将nodeMCU接到单片机的TX与模块的RX管脚中间。与此同时，nodeMCU还将收到的串口数据打包成mqtt数据发往服务器。

gpio.mode(1, gpio.INPUT, gpio.PULLUP)

buf = ""

wifi.setmode(wifi.STATION)
wifi.sta.autoconnect(1)
wifi.sta.config("ssid", "password")

m = mqtt.Client("nodeMCU", 120)
m:on("connect", function(client) print("connected") end)

function connect()
    m:connect("192.168.199.202",1883, 
        function(client)
            print("connected")
        end, 
        function(client, reason)
            print("fail reason: " .. reason)
        end
    )    
end

tmr.register(1, 1, tmr.ALARM_SEMI, function()
    uart.write(0, buf)
    m:publish("test", buf, 0, 0)
    buf = ""
end)

tmr.alarm(2, 10000, tmr.ALARM_SINGLE, function()
    if(gpio.read(1) == 0) then 
        uart.setup(0, 38400, 8, uart.PARITY_NONE, uart.STOPBITS_1, 0)
        print("38400 8-n-1")
        connect()
        uart.on("data", function(data)
            buf = buf .. data
            tmr.stop(1)
            tmr.interval(1, 1)
            tmr.start(1)
        end, 0)
    else
        uart.setup(0, 115200, 8, uart.PARITY_NONE, uart.STOPBITS_1, 1)
        print("115200 8-n-1")
        uart.on("data")
    end
end)

捕捉串口数据

服务端接收到publish的数据后，可以解析成可以读懂的字符数后，既通过console打印出来，也可以在web页面上显示。具体实现方法不在这里赘述。