如何在 Python 中使用 MQTT

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，使得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。本文将介绍如何在Python项目中使用paho-mqtt客户端库来实现与MQTT服务器的连接、订阅、取消订阅、消息发布和接收等功能。

项目初始化

首先，确保您的Python版本为3.6或更高版本。

python3 --version

选择MQTT客户端库

在Python中，paho-mqtt是一种常用的MQTT客户端库，它提供了对MQTT v3.1和v3.1.1的支持。您可以使用Pip来安装paho-mqtt。

pip3 install -i https://pypi.doubanio.com/simple paho-mqtt

Python MQTT 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，服务器接入信息如下：

  • Broker: iot.mqtt.cn
  • TCP Port: 1883
  • Websocket Port: 8083

首先，导入paho-mqtt客户端库：

from paho.mqtt import client as mqtt_client

然后，设置MQTT Broker连接参数：

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

接下来，编写连接MQTT Broker的函数：

def connect_mqtt():
    def on_connect(client, userdata, flags, rc):
        if rc == 0:
            print("Connected to MQTT Broker!")
        else:
            print(f"Failed to connect, return code {rc}\n")

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

发布消息

您可以使用以下代码发布消息到指定主题：

def publish(client):
    msg_count = 0
    while True:
        time.sleep(1)
        msg = f"messages: {msg_count}"
        result = client.publish(topic, msg)
        status = result[0]
        if status == 0:
            print(f"Send `{msg}` to topic `{topic}`")
        else:
            print(f"Failed to send message to topic {topic}")
        msg_count += 1

订阅消息

编写消息回调函数on_message，在客户端从MQTT Broker收到消息后将被调用：

def subscribe(client: mqtt_client):
    def on_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

发布消息的代码：

# python 3.6

import random
import time
from paho.mqtt import client as mqtt_client

# ...（前面的代码）

def run():
    client = connect_mqtt()
    client.loop_start()
    publish(client)

if __name__ == '__main__':
    run()

订阅消息的代码：

# python3.6

import random
from paho.mqtt import client as mqtt_client

# ...（前面的代码）

def run():
    client = connect_mqtt()
    subscribe(client)
    client.loop_forever()

if __name__ == '__main__':
    run()

测试

发布消息：运行发布消息的代码，您将看到客户端成功连接并成功发布消息。

python3 pub.py

订阅消息：运行订阅消息的代码，您将看到客户端成功连接并成功接收到发布的消息。

python3 sub.py

总结

通过paho-mqtt客户端库，我们可以轻松地在Python项目中实现与MQTT服务器的连接、消息发布和订阅功能。Python在物联网领域的应用越来越广泛，其简洁的语法和高可读性使其成为设备侧业务逻辑实现的理想选择。希望本文能帮助您更好地理解如何在Python中使用MQTT。

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