MQTTnet: 实战 MQTT 应用程序开发

摘要：MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的消息传输协议，专为低带宽、高延迟或不可靠的网络环境设计。它广泛应用于物联网（IoT）、智能家居、工业自动化等领域。

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的消息传输协议，专为低带宽、高延迟或不可靠的网络环境设计。它广泛应用于物联网（IoT）、智能家居、工业自动化等领域。

核心特点

• 轻量级：占用极少的带宽和资源，适合嵌入式设备。

• 发布/订阅模型：基于主题的消息传递机制，支持一对多通信。

• QoS机制：提供三种服务质量级别（QoS 0、QoS 1、QoS 2），确保消息传递的可靠性。

• 跨平台：支持多种编程语言和操作系统。

MQTTnet是一个功能强大且易于使用的C#库，用于在.NET平台上实现MQTT协议。它支持多种MQTT版本（如3.1.1和5.0），并且提供了丰富的API来简化开发过程。

核心概念

• Broker：消息代理，负责接收所有消息并将其分发给适当的订阅者。

• Publisher：发布者，向特定主题发送消息。

• Subscriber：订阅者，从特定主题接收消息。

• Topic：消息的主题，类似于邮件地址，用于标识消息的类别或目标。

安装通过 NuGet 安装：dotnet add package MQTTnet --version 3.0.15主题通配符

• +：匹配单个层级的主题。例如，sensor/+匹配sensor/temperature。

• #：匹配多个层级的主题。例如，sensor/#匹配sensor/temperature/humidity。

3.1 发布消息using MQTTnet;
using MQTTnet.Client;
using System;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

classProgram
{
static async TaskMain(string args)
{
// 创建 MQTT 客户端
var mqttFactory = new MqttFactory;
var mqttClient = mqttFactory.CreateMqttClient;

// 配置代理地址
var options = new MqttClientOptionsBuilder
.WithTcpServer("mqtt.code.com",1883) // 替换为你的代理地址和端口
.Build;

// 连接到代理
await mqttClient.ConnectAsync(options);

// 准备要发布的消息
var topic = "sensor/temperature/room1";
var message = "25.5";

var mqttApplicationMessage = new MqttApplicationMessageBuilder
.WithTopic(topic)
.WithPayload(message)
.WithQualityOfServiceLevel(MQTTnet.Protocol.MqttQualityOfServiceLevel.AtLeastOnce) // QoS 1
.WithRetainFlag(false) // 不保留消息
.Build;

// 发布消息
await mqttClient.PublishAsync(mqttApplicationMessage);
Console.WriteLine($"Published message '{message}' to topic '{topic}'.");

// 断开连接
await mqttClient.DisconnectAsync;
}
}3.2 订阅消息using MQTTnet;
using MQTTnet.Client;
using System;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

classProgram
{
static IMqttClient _mqttClient;

static async TaskMain(string args)
{
// 创建 MQTT 客户端
var mqttFactory = new MqttFactory;
_mqttClient = mqttFactory.CreateMqttClient;

// 配置代理地址
var options = new MqttClientOptionsBuilder
.WithTcpServer("mqtt.example.com",1883) // 替换为你的代理地址和端口
.Build;

// 设置消息接收回调
_mqttClient.UseConnectedHandler(async e =>
{
// 订阅主题
var topicFilter = new MQTTnet.Protocol.TopicFilterBuilder
.WithTopic("sensor/temperature/room1") // 替换为你要订阅的主题
.WithQualityOfServiceLevel(MQTTnet.Protocol.MqttQualityOfServiceLevel.AtLeastOnce) // QoS 1
.Build;

await _mqttClient.SubscribeAsync(topicFilter);
Console.WriteLine("Subscribed to topic.");
});

_mqttClient.UseApplicationMessageReceivedHandler(e =>
{
// 接收消息时触发
var topic = e.ApplicationMessage.Topic;
var payload = Encoding.UTF8.GetString(e.ApplicationMessage.Payload);
Console.WriteLine($"Received message '{payload}' from topic '{topic}'.");
});

// 连接到代理
await _mqttClient.ConnectAsync(options);
Console.WriteLine("Connected to broker.");

// 程序保持运行以持续接收消息
Console.ReadLine;

// 断开连接
await _mqttClient.DisconnectAsync;
}
}4.1 连接代理

• 使用 MqttClientOptionsBuilder配置代理地址和端口。

• 调用 ConnectAsync方法连接到代理。

4.2 消息发布

• 使用 MqttApplicationMessageBuilder构建要发布的消息。

• 设置主题、负载、QoS 级别和是否保留消息。

• 调用 PublishAsync方法发布消息。

4.3 消息订阅

• 使用 TopicFilterBuilder定义订阅的主题和 QoS 级别。

• 调用 SubscribeAsync方法订阅主题。

• 设置 UseApplicationMessageReceivedHandler回调函数，处理接收到的消息。

4.4 QoS 级别

• QoS 0：最多一次，消息可能丢失。