spring-integration连接MQTT全过程

2023-03-11 11:03:51 spring

MQTT一种物联网数据传输协议，构建在tcp之上，采用发布与订阅的模式进行数据交互，发布与订阅是两个独立的连接通道，这里采用spring-integration-mqt来实现发布与订阅MQTT，与直接采用MQTT的SDK相对要简单许多，服务端采用ActiveMQ来支持MQTT的消息服务并实现消息转发。

首先需要引入spring-integration-mqt的包

这里只需要引入这一个包即可。

<dependency>
     <groupId>org.springframework.integration</groupId>
     <artifactId>spring-integration-mqtt</artifactId>
     <version>5.3.1.RELEASE</version>
</dependency>

MQTT的配置比较简单

和spring-integration集成一样，需要配置相对应的入站、出站就可以了

具体配置如下：

package org.noka.serialservice.config;
 
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;
import org.noka.serialservice.service.MsgSendService;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnProperty;
import org.springframework.context.ApplicationEvent;
import org.springframework.context.ApplicationListener;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.integration.annotation.ServiceActivator;
import org.springframework.integration.config.EnableIntegration;
import org.springframework.integration.endpoint.MessageProducerSupport;
import org.springframework.integration.mqtt.core.DefaultMqttPahoClientFactory;
import org.springframework.integration.mqtt.core.MqttPahoClientFactory;
import org.springframework.integration.mqtt.event.MqttSubscribedEvent;
import org.springframework.integration.mqtt.inbound.MqttPahoMessageDrivenChannelAdapter;
import org.springframework.integration.mqtt.outbound.AbstractMqttMessageHandler;
import org.springframework.integration.mqtt.outbound.MqttPahoMessageHandler;
import org.springframework.integration.mqtt.support.DefaultPahoMessageConverter;
import org.springframework.integration.support.MessageBuilder;
 

@EnableIntegration
@Configuration
@ConditionalOnProperty("mqtt.services")
public class MQTTConfig implements ApplicationListener<ApplicationEvent> {
    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MQTTConfig.class);
 
    private final MsgSendService msgSendService;//发布消息到消息中间件接口
 
    @Value("${mqtt.appid:mqtt_id}")
    private String appid;//客户端ID
 
    @Value("${mqtt.input.topic:mqtt_input_topic}")
    private String[] inputTopic;//订阅主题，可以是多个主题
 
    @Value("${mqtt.out.topic:mqtt_out_topic}")
    private String[] outTopic;//发布主题，可以是多个主题
 
    @Value("${mqtt.services:#{null}}")
    private String[] mqttServices;//服务器地址以及端口
 
    @Value("${mqtt.user:#{null}}")
    private String user;//用户名
 
    @Value("${mqtt.passWord:#{null}}")
    private String password;//密码
 
    @Value("${mqtt.KeepAliveInterval:300}")
    private Integer KeepAliveInterval;//心跳时间,默认为5分钟
 
    @Value("${mqtt.CleanSession:false}")
    private Boolean CleanSession;//是否不保持session,默认为session保持
 
    @Value("${mqtt.AutomaticReconnect:true}")
    private Boolean AutomaticReconnect;//是否自动重联，默认为开启自动重联
 
    @Value("${mqtt.CompletionTimeout:30000}")
    private Long CompletionTimeout;//连接超时,默认为30秒
 
    @Value("${mqtt.Qos:1}")
    private Integer Qos;//通信质量，详见MQTT协议
 
 
    public MQTTConfig(MsgSendService msgSendService) {
        this.msgSendService = msgSendService;
    }
 
    
    @Bean
    public MqttPahoClientFactory mqttClientFactory() {
        DefaultMqttPahoClientFactory factory = new DefaultMqttPahoClientFactory();//连接工厂类
        MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();//连接参数
        options.setServerURIs(mqttServices);//连接地址
        if(null!=user) {
            options.setUserName(user);//用户名
        }
        if(null!=password) {
            options.setPassword(password.toCharArray());//密码
        }
        options.seTKEepAliveInterval(KeepAliveInterval);//心跳时间
        options.setAutomaticReconnect(AutomaticReconnect);//断开是否自动重联
        options.setCleanSession(CleanSession);//保持session
        factory.setConnectionOptions(options);
        return factory;
    }
 
    
    @Bean
    public MessageProducerSupport mqttInput(MqttPahoClientFactory mqttPahoClientFactory){
        MqttPahoMessageDrivenChannelAdapter adapter = new MqttPahoMessageDrivenChannelAdapter(appid, mqttPahoClientFactory, inputTopic);//建立订阅连接
        DefaultPahoMessageConverter converter = new DefaultPahoMessageConverter();
        converter.setPayloadAsBytes(true);//bytes类型接收
        adapter.setCompletionTimeout(CompletionTimeout);//连接超时的时间
        adapter.setConverter(converter);
        adapter.setQos(Qos);//消息质量
        adapter.setOutputChannelName(ChannelName.INPUT_DATA);//输入管道名称
        return adapter;
    }
    
    @Bean
    @ServiceActivator(inputChannel = ChannelName.OUTPUT_DATA_MQTT)
    public AbstractMqttMessageHandler MQTTOutAdapter(MqttPahoClientFactory connectionFactory) {
        //创建一个新的出站管道，由于MQTT的发布与订阅是两个独立的连接，因此客户端的ID(即APPID）不能与订阅时所使用的ID一样，否则在服务端会认为是同一个客户端，而造成连接失败
        MqttPahoMessageHandler outGate = new MqttPahoMessageHandler(appid + "_put", connectionFactory);
        DefaultPahoMessageConverter converter = new DefaultPahoMessageConverter();
        converter.setPayloadAsBytes(true);//bytes类型接收
        outGate.setAsync(true);
        outGate.setCompletionTimeout(CompletionTimeout);//设置连接超时时时
        outGate.setDefaultQos(Qos);//设置通信质量
        outGate.setConverter(converter);
        return outGate;
    }
 
    
    @Override
    public void onApplicationEvent(ApplicationEvent event) {
        if (event instanceof MqttSubscribedEvent) {
            String msg = "OK";
            
            msgSendService.send(MessageBuilder.withPayload(msg.getBytes()).build());
        }
    }
}

其中ChanneName是一个常量类

来标识入站、出站管道的名称，以便在其它需要的地方使用，实现方法如下：


public class ChannelName {
    public final static String INPUT_DATA="input_data";//入站管道
    public final static String OUTPUT_DATA_TCP="output_data_TCP";//TCP出站管道
    public final static String OUTPUT_DATA_MQTT="output_data_MQTT";//mqtt出站管道名称
}

此时所有配置完成，接下来需要做的就是处理接收到的数据和发布数据，以上配置完成以后，接收和发送数据都是通过数据管道来完成，配置的是数据管道名称。

数据发送网关只是一个接口

用于向指定的数据管道里面发送数据，实现如下：

package org.noka.serialservice.service;
 
import org.noka.serialservice.config.ChannelName;
import org.springframework.integration.annotation.Gateway;
import org.springframework.integration.annotation.MessagingGateway;
import org.springframework.integration.mqtt.support.MqttHeaders;
import org.springframework.messaging.Message;
import org.springframework.messaging.handler.annotation.Header;
import org.springframework.stereotype.Component;
 

@MessagingGateway
@Component
public interface MsgGateway {
    
    @Gateway(requestChannel = ChannelName.OUTPUT_DATA_MQTT)
    void send(@Header(MqttHeaders.TOPIC) String a, Message<byte[]> out);
}

在需要的地方，可以向下面这样调用这个接口，向MQTT服务器发送消息

//topic为主题名称,out为消息内容
msgGateway.send(topic, out);

MQTT服务器有数据下发时

会自动调将数据放入配置的入站数据管道中，在需要接收数据的地方，向下面这样配置即可

    
    @ServiceActivator(inputChannel = ChannelName.INPUT_DATA)
    public void upCase(Message<byte[]> in) {
        logger.info("[net service data]========================================");
        logger.info("[net dow data]"+new String(in.getPayload()));//字符串方式打印服务器下发的数据
        logger.info("[net dow hex]"+ Hex.encodeHexString(in.getPayload(),false));//16进制方式打印服务器下发的数据
        serialService.send(in.getPayload());//将服务器下发的数据转发给串口
    }

最后是参数配置文件

#--------MQTT---------------------------
#设备ID,唯一标识
mqtt.appid=mqtt_id
#订阅主题,多个主题用逗号分隔
mqtt.input.topic=mqtt_input_topic
#发布主题
mqtt.out.topic=mqtt_out_topic,aac
#MQTT服务器地址,可以是多个地址
mqtt.services=tcp://47.244.191.41:1883
#mqtt用户名,默认无
#mqtt.user=guest
#mqtt密码,默认无
#mqtt.password=guest
#心跳间隔时间,默认3000
#mqtt.KeepAliveInterval=3000
#是否不保持session,默认false
#mqtt.CleanSession=false
#是否自动连接,默认true
#mqtt.AutomaticReconnect=true
#连接超时,默认30000
#mqtt.CompletionTimeout=30000
#传输质量,默认1
#mqtt.Qos=1

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持。

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