利用Nanomq的桥接转发能力实现接入任意的的MQTT服务器

行空板K10作为一块物联网开发板，内置了MQTT的支持，不过它的MQTT有限制，只支持阿里云、OneNet、EasyIoT和SIoT4种MQTT服务器。这对想使用其他MQTT服务器的用户来说不太方便。本文就尝试使用Nanmq轻量化MQTT代理的桥接转发功能实现行空板K10访问任意的MQTT服务器。

K10程序的编写
K10的程序仍然使用Mind+编写。程序的基本功能是读取并显示温度信息，然后连接WiFi热点，成功后在连接MQTT服务器，然后发送温度信息到device004主题。

其中在MQTT参数设置部分选择SIoT，因为它是K10所支持的4种服务器中可以部署在局域网的唯一一种，其他三种服务器的IP或域名都是写死的，不能修改。SIoT是DFRobot提供的免费MQTT服务器。Mind+的MQTT组件会自动生成clientid，以确保不同开发板产生的id不同，但是不支持自己设置clientid，这使得像巴法云、华为云IoTDA这样的平台就不能直接接入。我们在本地部署EMQ（杭州映云科技有限公司）Nanomq，把它的服务器地址作为SIoT服务器的地址，具体参数设置如下：

在自动生成窗口，可以看到如下的程序：

/*!
 * MindPlus
 * esp32s3bit
 *
 */
#include <DFRobot_Iot.h>
#include "unihiker_k10.h"
 
// 动态变量
String         mind_s_my_string_variable;
volatile float mind_n_temp;
// 静态常量
const String topics[5] = {"device004","","","",""};
// 创建对象
UNIHIKER_K10 k10;
AHT20        aht20;
uint8_t      screen_dir=2;
DFRobot_Iot  myIot;
 
 
// 主程序开始
void setup() {
        k10.begin();
        k10.initScreen(screen_dir);
        k10.creatCanvas();
        mind_n_temp = aht20.getData(AHT20::eAHT20TempC);
        mind_n_temp = (mind_n_temp - 8);
        k10.setScreenBackground(0x000000);
        mind_s_my_string_variable = (String("温度：") + String((String(mind_n_temp))));
        k10.canvas->canvasText(mind_s_my_string_variable, 3, 0xFFFFFF);
        k10.canvas->updateCanvas();
        myIot.wifiConnect("CU_fjGX", "12345678");
        while (!myIot.wifiStatus()) {}
        k10.rgb->write(0, 0x0000FF);
        k10.canvas->canvasText(myIot.getWiFiSoftIP(), 5, 0xFFFF00);
        k10.canvas->updateCanvas();
        myIot.init("192.168.1.216","admin","2741576345294361","public", topics, 1883);
        myIot.connect();
        while (!myIot.connected()) {}
        k10.rgb->write(1, 0x0000FF);
}
void loop() {
        myIot.publish("device004", mind_n_temp);
        delay(5000);
}
复制代码

运行Nanomq
NanoMQ 是于 2021 年初发布的边缘计算开源项目，是面向物联网边缘计算场景的下一代轻量级高性能 MQTT 消息服务器。这个服务器下载后直接在本地解压就可以了。然后，使用如下命令启动服务器：

nanomq.exe start --conf=../nanomq.conf
复制代码

我在另外一台电脑上运行MQTTX，然后订阅Nanomq的device004消息。K10开发板启动成功后，连接MQTT服务器，就可以在MQTTX客户端每隔5秒就可以收到消息推送。

设置Nanomq的桥接到巴法云
不是所有MQTT平台都能使用上面的方法进行连接，对于无法连接的平台可以使用Nanomq进行桥接转发数据。桥接是一种连接多个 MQTT 消息中间件的策略。在桥接模式下，节点之间不进行主题树或路由表的复制操作。桥接模式的核心职能包括：根据预定的规则，将消息转发至指定的桥接节点；对桥接节点上的特定主题进行订阅，并在接收到消息后在本地节点或集群内进行传递和转发。

下面以巴法云为例，说明如何利用桥接功能使K10开发板接入MQTT服务器。

Nanomq提供了一个nanomq_bridge.conf文件，我在此基础上进行修改：

首先加入巴法云的登录信息：

# #====================================================================
# # MQTT Broker Bridge
# #====================================================================
 
bridges.mqtt.emqx1 {
        # # Bridge address: host:port .
        # #
        # # Value: String
        # # Example: mqtt-tcp://127.0.0.1:1883
        # #          tls+mqtt-tcp://127.0.0.1:8883
        # #          mqtt-quic://54.75.171.11:14567
        
        server = "mqtt-tcp://bemfa.com:9501"
        # # Protocol version of the bridge.
        # #
        # # Value: Enum
        # # - 5: mqttv5
        # # - 4: mqttv311
        # # - 3: mqttv31
        proto_ver = 4
        # # The ClientId of a remote bridge.
        # # Default random string.
        # #
        # # Value: String
        clientid="xxxxxxxxxxxxxxx"
复制代码

巴法云默认是用clientid作为登录服务器的标识，所以这里一定要填写。另外，巴法云不支持MQTT 5，所以MQTT版本一定要选MQTT v3.11。

forwards部分是转发到远端 MQTT 服务器的主题数组，应包括消息主题（remote_topic）、（local_topic）和 QoS （qos）。remote_topic和local_topic可以不同。

 # # Topics that need to be forward to IoTHUB
        # #
        # # Value: String
        # # Example: topic1/#,topic2/#
        forwards = [
                {
                        # # Need to forward to remote broker topics
                        # #
                        # # Value: String
                        remote_topic = "device004"
                        # # topic reflection with remote_topic
                        # #
                        # # Value: String
                        local_topic = "device004"
                }
                {
                        remote_topic = "fwd/topic2"
                        local_topic = "topic2"
                }
        ]
复制代码

然后执行下面的命令：

nanomq.exe start --conf=../nanomq_bridge.conf
复制代码

然后在巴法云的后台就可以看到发布者已经登录并发布数据：

使用MQTTX也可以接收到巴法云转发的数据。至此完美实现了功能。

结语
本文的方法实现了K10开发板接入到任意的MQTT服务器。不过这个方法仍然比较麻烦，因为需要安装一个本地的Nanomq。后面将研究如何写个第三方库，使得K10能够直接接入MQTT服务器。