Android+MQTT（Android APP 连接至MQTT服务器）

这段时间因为毕设的需求，接触学习了一下用Android app连接MQTT服务器，然后对下位机（STM32/ESP8266）进行数据通讯的一个小设计，本篇文章介绍app+MQTT服务器这一段。

实现原理：

这里设计的是一个监测控制智能风扇的APP，可以实时监测当前温度、湿度及下位机的传感器、控制器件的一些状态。

一、设计流程：

1. Android app项目创建；
2. UI控制界面设计；
3. 导入MQTT jar包；
4. 配置联网权限；
5. 配置MQTT服务器连接参数；
6. MQTT.fx实现联调；

二、设计实现

1、Android app项目创建

项目创建这里就不过多赘述了！

2、UI控制界面设计

我这里主要是以毕设的需求设计的，所以比较简单；

模拟器界面

手机app界面

这个显示界面代码相对简单，有需要的可以参考一下，代码如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    tools:context=".MainActivity">

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:orientation="vertical"
        android:background="#078307"
        android:layout_height="match_parent">

        <LinearLayout
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="78dp">
            <TextView
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_marginTop="10dp"
                android:text="智能温控风扇系统设计"
                android:textSize="24sp"
                android:layout_marginLeft="6dp"
                android:layout_gravity="center"
                android:textColor="@color/white"
                android:layout_height="wrap_content"/>
        </LinearLayout>

        <LinearLayout
            android:layout_width="match_parent"
            android:background="#FAF6F6"
            android:orientation="vertical"
            android:layout_height="710dp">

            <LinearLayout
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_marginTop="20dp"
                android:layout_height="wrap_content">
                <androidx.cardview.widget.CardView
                    android:layout_width="match_parent"
                    android:layout_height="200dp"
                    android:layout_marginLeft="10dp"
                    android:layout_marginRight="10dp"
                    app:cardCornerRadius="20dp">
                    <ImageView
                        android:id="@+id/m_im_1"
                        android:layout_width="wrap_content"
                        android:src="@drawable/img_3"
                        android:layout_height="wrap_content"/>

                </androidx.cardview.widget.CardView>
            </LinearLayout>

            <LinearLayout
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_marginTop="30dp"
                android:orientation="vertical"
                android:layout_height="300dp">

                <LinearLayout
                    android:layout_width="match_parent"
                    android:layout_marginTop="30sp"
                    android:orientation="horizontal"
                    android:layout_height="wrap_content">
                    <TextView
                        android:id="@+id/m_temp"
                        android:layout_width="wrap_content"
                        android:text="温度：0 ℃"
                        android:textSize="16sp"
                        android:layout_weight="1"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:layout_marginLeft="30dp"
                        android:layout_height="wrap_content"/>
                    <TextView
                        android:id="@+id/m_humi"
                        android:layout_weight="1"
                        android:layout_width="wrap_content"
                        android:text="湿度：0 %"
                        android:textSize="16sp"
                        android:textColor="@color/black"
                        android:layout_marginLeft="30dp"
                        android:layout_height="wrap_content"/>
                </LinearLayout>

                <LinearLayout
                    android:layout_width="match_parent"
                    android:layout_marginTop="50dp"
                    android:padding="30dp"
                    android:layout_height="wrap_content">
                    <TextView
                        android:layout_width="wrap_content"
                        android:text="MQTT连接状态："
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="16sp"
                        android:layout_height="wrap_content"/>
                    <TextView
                        android:id="@+id/m_mqtt"
                        android:layout_width="wrap_content"
                        android:text=" "
                        android:textColor="@color/black"
                        android:textSize="16sp"
                        android:layout_height="wrap_content"/>
                </LinearLayout>

            </LinearLayout>

        </LinearLayout>

        <LinearLayout
            android:layout_width="match_parent"
            android:orientation="vertical"
            android:layout_height="match_parent">

            <LinearLayout
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_height="wrap_content">
                <ImageButton
                    android:layout_width="30dp"
                    android:layout_marginLeft="10dp"
                    android:layout_marginRight="10dp"
                    android:layout_weight="1"
                    android:layout_height="40dp"/>
                <ImageButton
                    android:layout_width="30dp"
                    android:layout_marginRight="10dp"
                    android:layout_weight="1"
                    android:layout_height="40dp"/>
                <ImageButton
                    android:layout_width="30dp"
                    android:layout_marginRight="10dp"
                    android:layout_weight="1"
                    android:layout_height="40dp"/>
                <ImageButton
                    android:layout_width="30dp"
                    android:layout_marginRight="10dp"
                    android:layout_weight="1"
                    android:layout_height="40dp"/>

            </LinearLayout>
            <LinearLayout
                android:layout_width="match_parent"
                android:orientation="horizontal"
                android:layout_height="wrap_content">
                <TextView
                    android:layout_width="wrap_content"
                    android:text="我的"
                    android:gravity="center"
                    android:textSize="16sp"
                    android:layout_weight="1"
                    android:layout_marginLeft="10dp"
                    android:textColor="@color/white"
                    android:layout_height="wrap_content"/>
                <TextView
                    android:layout_width="wrap_content"
                    android:text="我的"
                    android:gravity="center"
                    android:textSize="16sp"
                    android:layout_weight="1"
                    android:layout_marginLeft="10dp"
                    android:textColor="@color/white"
                    android:layout_height="wrap_content"/>
                <TextView
                    android:layout_width="wrap_content"
                    android:text="我的"
                    android:gravity="center"
                    android:textSize="16sp"
                    android:layout_weight="1"
                    android:layout_marginLeft="10dp"
                    android:textColor="@color/white"
                    android:layout_height="wrap_content"/>
                <TextView
                    android:layout_width="wrap_content"
                    android:text="我的"
                    android:gravity="center"
                    android:textSize="16sp"
                    android:layout_weight="1"
                    android:layout_marginRight="10dp"
                    android:layout_marginLeft="10dp"
                    android:textColor="@color/white"
                    android:layout_height="wrap_content"/>

            </LinearLayout>

        </LinearLayout>

    </LinearLayout>

</LinearLayout>

3、导入MQTT jar包

进入正题，开始导入MQTT所需要的jar包：

jar包链接 链接：https://pan.baidu.com/s/1hLt1xiL67dhbJ3v3MKfUlw
提取码：wmmh

下载jar包后直接复制这个jar包

然后给粘贴至libs目录下

点击OK即可

导入

然后鼠标右键给它添加依赖

点击OK

等待构建完成即可.

此时我们来到java代码界面敲MQTT就可以看到很多方法

好，到了这一步就可以添加MQTT的配置代码了

在onCreate后面添加下列代码

添加代码

// MQTT初始化
    private void Mqtt_init()
    {
        try {
            //host为主机名，test为clientid即连接MQTT的客户端ID，一般以客户端唯一标识符表示，MemoryPersistence设置clientid的保存形式，默认为以内存保存
            client = new MqttClient(host, mqtt_id,
                    new MemoryPersistence());
            //MQTT的连接设置
            MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
            //设置是否清空session,这里如果设置为false表示服务器会保留客户端的连接记录，这里设置为true表示每次连接到服务器都以新的身份连接
            options.setCleanSession(false);
            //设置连接的用户名
            options.setUserName(userName);
            //设置连接的密码
            options.setPassword(passWord.toCharArray());
            // 设置超时时间 单位为秒
            options.setConnectionTimeout(10);
            // 设置会话心跳时间 单位为秒 服务器会每隔1.5*20秒的时间向客户端发送个消息判断客户端是否在线，但这个方法并没有重连的机制
            options.setKeepAliveInterval(20);
            //设置回调
            client.setCallback(new MqttCallback() {
                @Override
                public void connectionLost(Throwable cause) {
                    //连接丢失后，一般在这里面进行重连
                    System.out.println("connectionLost----------");
                    //startReconnect();
                }
                @Override
                public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {
                    //publish后会执行到这里
                    System.out.println("deliveryComplete---------"
                            + token.isComplete());
                }
                @Override
                public void messageArrived(String topicName, MqttMessage message)
                        throws Exception {
                    //subscribe后得到的消息会执行到这里面
                    System.out.println("messageArrived----------");
                    Message msg = new Message();
                    msg.what = 3;   //收到消息标志位
//                    msg.obj = topicName + "---" +message.toString();
                    msg.obj = message.toString();
                    handler.sendMessage(msg);    // hander 回传
                }
            });
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // MQTT连接函数
    private void Mqtt_connect() {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    if(!(client.isConnected()) )  //如果还未连接
                    {
                        MqttConnectOptions options = null;
                        client.connect(options);
                        Message msg = new Message();
                        msg.what = 31;
                        handler.sendMessage(msg);
                    }
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                    Message msg = new Message();
                    msg.what = 30;
                    handler.sendMessage(msg);
                }
            }
        }).start();
    }

    // MQTT重新连接函数
    private void startReconnect() {
        scheduler = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        scheduler.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                if (!client.isConnected()) {
                    Mqtt_connect();
                }
            }
        }, 0*1000, 10 * 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    // 订阅函数    (下发任务/命令)
    private void publishmessageplus(String topic,String message2)
    {
        if (client == null || !client.isConnected()) {
            return;
        }
        MqttMessage message = new MqttMessage();
        message.setPayload(message2.getBytes());
        try {
            client.publish(topic,message);
        } catch (MqttException e) {

            e.printStackTrace();
        }
    }
    /* ========================================================================================== */

不出意外，这里会出现一堆报红

不用慌，这是因为有一些方法还没构建，有一些参数还没声明，我们一步一步来；

光标放置后按alt+Enter后，有部分参数就会自动构建，开干

然后把下列处理代码添加至主函数（这个位置）

        Mqtt_init();
        startReconnect();

        handler = new Handler(Looper.myLooper()) {
            @SuppressLint("SetTextI18n")
            public void handleMessage(Message msg) {
                super.handleMessage(msg);
                switch (msg.what){
                    case 1: //开机校验更新回传
                        break;
                    case 2:  // 反馈回传

                        break;
                    case 3:  //MQTT 收到消息回传   UTF8Buffer msg=new UTF8Buffer(object.toString());
                        
                        System.out.println(msg.obj.toString());   // 显示MQTT数据
                        break;
                    case 30:  //连接失败
                        Toast.makeText(MainActivity.this,"连接失败" ,Toast.LENGTH_SHORT).show();
                        break;
                    case 31:   //连接成功
                        Toast.makeText(MainActivity.this,"连接成功" ,Toast.LENGTH_SHORT).show();
                        try {
                            client.subscribe(mqtt_sub_topic,1);
                        } catch (MqttException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        break;
                    default:
                        break;
                }
            }
        };
        /* -------------------------------------------------------------------------------------- */

好，把这个配置代码加上去

    private ScheduledExecutorService scheduler;
    private MqttClient client;
    private Handler handler;
    private String host = "tcp://114.132.53.92:1883";     // TCP协议
    private String userName = "aixin123456";
    private String passWord = "aixin123456";
    private String mqtt_id = "1353023461";
    private String mqtt_sub_topic = "mqtt135";
    private String mqtt_pub_topic = "esp135";

那么到达这一步就不会有报错了！ 解决

4、配置联网权限

在事件清单中添加联网权限

    <!--允许程序打开网络套接字-->
    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
    <!--允许程序获取网络状态-->
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />

5、配置服务器参数

这里的服务器连接的参数注意一定要修改，这里连接服务器地址可以填写我的服务器地址（“tcp://114.132.53.92:1883”），当然也可以使用官方公用的MQTT服务器地址或者用别人的都是可以的；然后就是用户名和密码，一定不要用这里我填写的这个，可以用自己的QQ加上一些英文，或者自定义一些内容都是可以的，**注意不要用我这里填写的这个!!! **然后就是订阅和发布号可以随意起，建议不用下面这些！

 private String host = "tcp://114.132.53.92:1883";     // TCP协议
 private String userName = "aixin123456";
 private String passWord = "aixin123456";
 private String mqtt_id = "1353023461";
 private String mqtt_sub_topic = "mqtt135";
 private String mqtt_pub_topic = "esp135";

好！配置完以上步骤之后，咱们就可以下载到模拟机或者真机测试一下了，这里我用的真机测试，不用慌！直接下载运行，弹窗弹出连接成功！完美

真机运行画面

那么到这里我们的app已经成功连接了MQTT服务器了！

6、MQTT.fx实现联调

这里需要使用到一个测试软件 MQTT.fx

这里不提供软件安装包（我的找不到按转包在哪了），网上有教程，也可以去官网下载

这里的连接服务器地址填114.132.53.92或者是你自己app中连接的地址，端口1883，clientld_ID可以自己填

用户名和密码也可以自己填写（需要注意的是，这里填写的这些其实是模拟你下位机的连接用户信息，也就是你STM32通过ESP8266连接MQTT服务器的信息）

点击这里，填写发布号以及填写要发往app中的信息，点击Publish

然后就可以看的到Android Studio调试台下的接收到了数据，到了这里是不是就实现了下位机上传数据至MQTT服务器至客户端手机APP

这里再介绍一种简单的Json格式数据处理吧！

简单的Json数据格式模拟下位机数据

{"name":"ESP135","Temp":"26","Humi":"78"}

这里我们就要在app中添加一个Json数据处理的函数，形参就是需要处理的字符串

    // Json数据解析
    private void parseJsonobj(String jsonobj){
        // 解析json
        try {
            JSONObject jsonObject = new JSONObject(jsonobj);
            String name = jsonObject.getString("name");
            String temp = jsonObject.getString("Temp");
            String humi = jsonObject.getString("Humi");
            m_temp.setText("温度: "+temp+" ℃ ");
            m_humi.setText("湿度: "+humi+" % ");
        } catch (JSONException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

app中接收到的数据

经过处理后就可以在我们app的控件中以指定格式显示

这样是不是感觉就出来了！好到此那么我们上位机数据接收就差不多了

嗯，那么app向下位机发送数据呢！其实也就是订阅号与STM32+ESP的信息关联后，经过一个函数就可以下发数据了，下一篇下位机（STM32+ESP）再详细介绍吧！发送的函数已经添加在上述的代码中了；这里贴出来一个示例代码，简单介绍一下，一个按键然后下发数据 publishmessageplus(mqtt_pub_topic,"{"set_curtain": "fB}");

     // 关闭控件点击事件
    private void button_guan(View v){
        if(curtain_flag == 0){
            curtain_flag = 1;
            // 发送指令让下位机关闭窗帘
            publishmessageplus(mqtt_pub_topic,"{\"set_curtain\": \"fB}");
        }
        mtv_1.setText("关闭");
    }

最后，嗯就这样！第一次写这么长篇的学习记录，也是对自己所学内容的一种巩固，希望能帮到有需要的同志，如果有错误的地方还请多多见谅！谢谢！！！