MQTT - 使用 Google Cloud IoT

材料准备

AmebaD [AMB21 / AMB22 / AMB23 / BW16] x 1

Google Cloud IoT 设置

1.选择或创建一个Cloud Platform项目在Google Cloud Console中，选择一个现有项目或创建一个新项目。您需要 Project ID 才能与Ameba一起使用。

如果创建新项目，请输入项目名称，并记下生成的 Project ID 。

2.为您的项目启用计费需要为您的项目启用结算功能，才能使用Google Cloud Platform功能。请遵循Google云端文档中的指南以启用计费。https://cloud.google.com/billing/docs/how-to/modify-project 3.启用 Cloud IoT Core API在Google Cloud控制台中，单击左上方的菜单按钮，然后搜索IoT Core。

点击启用，为您的项目激活Google Cloud IoT API

4.创建一个Cloud Pub / Sub主题在Google Cloud控制台中，单击左上方的菜单按钮，然后搜索Pub/Sub。

为您的项目创建一个新主题，并为其指定合适的主题ID。

创建主题后，转到面板的权限选项，并添加具有“Pub/Sub Publisher“ cloud-iot@system.gserviceaccount.com”。

5.创建设备注册返回IoT Core设置页面并创建一个新注册。

选择合适的Registry ID，然后选择用于存储数据的服务器 Region 。请记住 Registry ID 和 Region，以便以后与Ameba一起使用。对于Pub/Sub主题，选择在上一步中创建的主题。

6.创建一对公钥/私钥在Windows/Linux/MacOs的终端中使用Openssl，运行以下命令以生成私钥和公钥对。这些命令将创建两个文件，包含私钥的“ec_private.pem”和包含公钥的“ec_public.pem”。

$ openssl ecparam -genkey -name prime256v1 -noout -out ec_private.pem
$ openssl ec -in ec_private.pem -pubout -out ec_public.pem

运行下一个命令以提取私钥，并记住标注的十六进制字符串，以供以后与Ameba一起使用

$ openssl ec -in ec_private.pem -noout -text

7.创建一个设备返回IoT Core设置页面并创建新设备。

给设备一个合适的 Device ID，并记住它以便以后与Ameba一起使用。

在其他选项的身份验证部分，上载先前生成的“ec_public.pem”公钥

8.创建Cloud Pub/Sub 订阅要观察Ameba发送的消息，请在Pub/Sub中创建订阅。

选择一个合适的订阅ID，然后选择以前创建的主题。

范例说明

Open the example in

“File” → “Examples” → “AmebaMQTTClient” →
“Google_Cloud_IoT”

.

在下面标注的部分中输入所需的信息。

在黄色部分中，输入连接到WiFi网络所需的SSID和密码。在绿色部分中，输入之前在Google Cloud控制台中配置的项目ID，服务器区域，Registry ID和Device ID。在蓝色部分中，输入先前从私钥中提取的十六进制字符串。上传代码并在上传完成后按Ameba上的重置按钮。打开串行端口，观察Ameba连接并向Google Cloud IoT发送消息。

在Google Cloud控制台中，转到Pub/Sub订阅，选择先前创建的订阅，然后单击查看消息。在这里您可以查看Ameba发送的消息。

程式码说明

在setup（）中，我们设置了RootCA，这是与Google服务器建立TLS连接所必需的。

wifiClient.setRootCA((unsigned char*)rootCABuff);

在loop（）中，每个循环都会检查Internet状态，并在环境出现问题时重新连接到Internet。

if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
   while (WiFi.begin(ssid, pass) != WL_CONNECTED)
   {
      delay(1000);
   }
   Serial.println("Connected to wifi");
}

要发布消息，需要mqtt_id，clientPass和pub_topic。通过project ID，服务器位置，registry ID和device ID来生成mqtt_id：

mqtt_id = (char *)malloc(strlen("projects/") + strlen(project_id) + strlen("/locations/us-central1/registries/") + strlen(registry_id) + strlen("/devices/") + strlen(device_id) + 1);
sprintf(mqtt_id, "projects/%s/locations/us-central1/registries/%s/devices/%s", project_id, registry_id, device_id);

clientPass是使用JSON web token（JWT）生成器函数生成的，该函数需要project ID和当前时间，并使用私钥对其进行签名：

clientPass = CreateJwt(project_id, timeClient.getEpochTime(), priv_key);

pub_topic是通过project ID和主题生成的：

pub_topic = (char *)malloc(strlen("/devices/") + strlen(device_id) + strlen("/events") + 1);
sprintf(pub_topic, "/devices/%s/events", device_id);

MQTT Server 设定:

client.setServer(GOOGLE_MQTT_SERVER, GOOGLE_MQTT_PORT);
client.setPublishQos(MQTTQOS1);
client.waitForAck(true);

连接到Google Cloud并发布消息：

if (client.connect(mqtt_id, clientUser, clientPass.c_str())){
   // ...
        for(int i = 0; i < count; i++){
      // ...
      sprintf(payload, "This is Ameba's %d message!!", i);
      ret = client.publish(pub_topic, payload);
      // ...
   }
   // ...
   client.disconnect();
}
free(mqtt_id);
free(pub_topic);