如何在设备上使用MQTT + TLS/SSL通道与阿里云平台建立双向通信

示例程序

ali-iotkit 软件包同时支持阿里现有的 LinkDevelop 和 LinkPlatform 平台。

本文针对这两个平台分别进行示例程序的演示，用户可以根据自己的需求选择使用其中的一个。

LinkDevelop 平台

LinkDevelop 平台以 RGB_LED 为例，介绍设备与云端如何进行双向通讯。

准备工作

注册 LinkDevelop 平台

新建项目

新增产品
新增产品的时候，根据需要选择数据格式，这里使用 Alink 数据格式演示，并选择 WiFi 通信方式。

增加功能
为 RGB LED 演示产品添加 RGB 调色功能，如下图所示：

添加设备
创建产品后，点击查看进入产品详情页面，点击设备开发，新增一个调试设备。

成功创建设备后，可以获取到设备激活需要的三元组（ ProductKey、DeviceName、DeviceSecret ），后面需要使用 menuconfig 配置到设备 SDK 中。

获取软件包

打开 RT-Thread 提供的 ENV 工具，使用 menuconfig 配置软件包。

配置 iotkit 软件包
配置使能 iotkit 软件包并 填写设备激活凭证 。

menuconfig 中选择阿里云平台为 LinkDevelop ，OTA channel 选择 MQTT （以 MQTT 为例），详细的配置如下所示：

shell
RT-Thread online packages —->
IoT - internet of things —->
IoT Cloud —->
[] Ali-iotkit: Ali Cloud SDK for IoT platform —->
Select Aliyun platform (LinkDevelop Platform) —->
(a1dSQSGZ77X) Config Product Key
(RGB-LED-DEV-1) Config Device Name
(Ghuiyd9nmGowdZzjPqFtxhm3WUHEbIlI) Config Device Secret
-- Enable MQTT
[] Enable MQTT sample
[] Enable MQTT direct connect
[] Enable SSL
[ ] Enable COAP
[] Enable OTA
Select OTA channel (Use MQTT OTA channel) —->
version (latest) —->

增加 mbedTLS 帧大小
阿里 TLS 认证过程中数据包较大，这里需要增加 TLS 帧大小，OTA 的时候至少需要 8K 大小。

打开 RT-Thread 提供的 ENV 工具，使用 menuconfig 配置 TLS 帧大小。

shell
RT-Thread online packages —->
security packages —->
-*- mbedtls:An open source, portable, easy to use,
readable and flexible SSL library —->
(8192) Maxium fragment length in bytes

使用 pkgs —update 命令下载软件包

MQTT 示例

该 MQTT 示例程序以 RGB-LED 为例，演示了如何在设备上使用 MQTT + TLS/SSL 通道与阿里云平台建立双向通信。

示例文件

命令列表

例程中，使用 MSH 命令启动 MQTT 例程，命令如下所示：

启动 MQTT

使用 ali_mqtt_test start 命令启动 MQTT 示例，成功后设备 log 显示订阅成功。

设备 log 如下所示：

msh />ali_mqtt_test start

ali_mqtt_main|645 :: iotkit-embedded sdk version: V2.10

[inf] iotx_device_info_init(40): device_info created successfully!

[dbg] iotx_device_info_set(50): start to set device info!

[dbg] iotx_device_info_set(64): device_info set successfully!

···

[inf] iotx_mc_init(1703): MQTT init success!

[inf] _ssl_client_init(175): Loading the CA root certificate ...

···

[inf] _TLSConnectNetwork(420): . Verifying peer X.509 certificate..

[inf] _real_confirm(92): certificate verification result: 0x200

[inf] iotx_mc_connect(2035): mqtt connect success!

···

[inf] iotx_mc_subscribe(1388): mqtt subscribe success,topic = /sys/a1HETlEuvri/RGB-LED-DEV-1/thing/service/property/set!

[inf] iotx_mc_subscribe(1388): mqtt subscribe success,topic = /sys/a1HETlEuvri/RGB-LED-DEV-1/thing/event/property/post_reply!

[dbg] iotx_mc_cycle(1269): SUBACK

event_handle|124 :: subscribe success, packet-id=0

[dbg] iotx_mc_cycle(1269): SUBACK

event_handle|124 :: subscribe success, packet-id=0

[inf] iotx_mc_keepalive_sub(2226): send MQTT ping...

[inf] iotx_mc_cycle(1295): receive ping response!

设备发布消息

使用 ali_mqtt_test pub open 命令发送 LED 状态到云端，成功后设备 log 显示 成功码 200 。

设备 log 如下所示：

msh />ali_mqtt_test pub open

···

[dbg] iotx_mc_cycle(1277): PUBLISH

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1091): Packet Ident : 00000000

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1092): Topic Length : 57

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1096): Topic Name : /sys/a1HETlEuvri/RGB-LED-DEV-1/thing/service/property/set

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1099): Payload Len/Room : 100 / 962

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1100): Receive Buflen : 1024

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1111): delivering msg ...

[dbg] iotx_mc_deliver_message(866): topic be matched

_demo_message_arrive|182 :: ----

_demo_message_arrive|183 :: packetId: 0

_demo_message_arrive|187 :: Topic: '/sys/a1HETlEuvri/RGB-LED-DEV-1/thing/service/property/set' (Length: 57)

_demo_message_arrive|191 :: Payload:

'{"method": "thing.service.property.set","id": "36195462","params":{"LightSwitch":1},"version":"1.0.0"}' (Length: 100)

_demo_message_arrive|192 :: ----

云端查看发布的消息

在设备详情里的运行状态里可以查看设备的上报到云端的消息内容。

云端推送消息到设备

使用云端的调试控制台给设备推送消息。

打开调试控制台

发送调试命令

查看设备订阅日志

使用调试控制台发送命令后，设备可以接受到命令，log 如下所示：

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1091): Packet Ident : 00000000

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1092): Topic Length : 52

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1096): Topic Name : /sys/a1Ayv8xhoIl/RGB-DEV1/thing/service/property/set

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1099): Payload Len/Room : 100 / 967

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1100): Receive Buflen : 1024

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1111): delivering msg ...

[dbg] iotx_mc_deliver_message(866): topic be matched

_demo_message_arrive|178 :: ----

_demo_message_arrive|179 :: packetId: 0

_demo_message_arrive|183 :: Topic: '/sys/a1Ayv8xhoIl/RGB-DEV1/thing/service/property/set' (Length: 52)

_demo_message_arrive|187 :: Payload:

'{"method":"thing.service.property.set","id":"35974024","params":{"LightSwitch":0},"version":"1.0.0"}' (Length: 100)

_demo_message_arrive|188 :: ----

退出 MQTT 示例

使用 ali_mqtt_test stop 命令退出 MQTT 示例，设备 log 如下所示：

msh />ali_mqtt_test stop

[inf] iotx_mc_unsubscribe(1423): mqtt unsubscribe success,topic = /sys/a1HETlEuvri/RGB-LED-DEV-1/thing/event/property/post_reply!

[inf] iotx_mc_unsubscribe(1423): mqtt unsubscribe success,topic = /sys/a1HETlEuvri/RGB-LED-DEV-1/thing/service/property/set!

event_handle|136 :: unsubscribe success, packet-id=0

event_handle|136 :: unsubscribe success, packet-id=0

[dbg] iotx_mc_disconnect(2121): rc = MQTTDisconnect() = 0

[inf] _network_ssl_disconnect(514): ssl_disconnect

[inf] iotx_mc_disconnect(2129): mqtt disconnect!

[inf] iotx_mc_release(2175): mqtt release!

[err] LITE_dump_malloc_free_stats(594): WITH_MEM_STATS = 0

mqtt_client|329 :: out of sample!

OTA 示例

固件升级支持对设备的固件进行远程空中升级（Over-The-Air），实现对设备的远程维护、功能升级、问题修复等场景的使用。您可以指定产品新增一个固件，对固件进行验证，验证通过后开始批量升级，并在固件详情中查看升级结果。

示例文件

命令列表

例程中，使用 MSH 命令启动 OTA 例程，命令如下所示：

运行 OTA 示例

使用 ali_ota_test start 命令启动 OTA 例程，然后等待云端发送 OTA 指令。

设备 log 如下所示：

msh />ali_ota_test start

ali_ota_main|372 :: iotkit-embedded sdk version: V2.10

[inf] iotx_device_info_init(40): device_info created successfully!

[dbg] iotx_device_info_set(50): start to set device info!

[dbg] iotx_device_info_set(64): device_info set successfully!

···

[inf] iotx_mc_init(1703): MQTT init success!

[inf] _ssl_client_init(175): Loading the CA root certificate ...

···

[inf] _TLSConnectNetwork(420): . Verifying peer X.509 certificate..

[inf] _real_confirm(92): certificate verification result: 0x200

[inf] iotx_mc_connect(2035): mqtt connect success!

···

[inf] iotx_mc_subscribe(1388): mqtt subscribe success,topic = /ota/device/upgrade/a1HETlEuvri/RGB-LED-DEV-1!

mqtt_client|241 :: wait ota upgrade command....

[dbg] iotx_mc_cycle(1260): PUBACK

event_handle|130 :: publish success, packet-id=2

[dbg] iotx_mc_cycle(1269): SUBACK

event_handle|106 :: subscribe success, packet-id=1

mqtt_client|241 :: wait ota upgrade command....

mqtt_client|241 :: wait ota upgrade command....

新增固件

这里需要用户上传一个 bin 类型的测试固件，随意一个 bin 固件即可，演示例程只进行固件下载及校验，不会写入 Flash，所以也不会真正进行固件搬运升级。

验证固件

设备日志

推送成功后，设备开始下载固件，下载完成后自动进行固件完整性校验，设备端测试日志如下所示：

···

mqtt_client|254 :: Here write OTA data to file....

[dbg] IOT_OTA_Ioctl(457):

origin=e4e54df52a3b530c7e0544b2872f1305, now=e4e54df52a3b530c7e0544b2872f1305

mqtt_client|280 :: The firmware is valid! Download firmware successfully.

mqtt_client|294 :: OTA FW version: v10

云端升级进度展示

设备升级过程中云端会显示设备下载固件的进度，固件下载完成并校验固件成功，设备 SDK 上报新的版本号到云端，云端会显示升级成功，如下图所示：

升级进度 100% 后，再次运行 ali_ota_test start 命令，将最新的版本号上传到云端，版本号匹配成功后，云端显示升级成功，如下图所示：

退出 OTA 例程

升级成功或者升级失败会自动退出 OTA 例程，如果需要手动退出 OTA 例程，请使用 ali_ota_test stop 命令。

msh />ali_ota_test stop

msh />[dbg] iotx_mc_disconnect(2121): rc = MQTTDisconnect() = 0

[inf] _network_ssl_disconnect(514): ssl_disconnect

[inf] iotx_mc_disconnect(2129): mqtt disconnect!

[inf] iotx_mc_release(2175): mqtt release!

[err] LITE_dump_malloc_free_stats(594): WITH_MEM_STATS = 0

mqtt_client|340 :: out of sample!

LinkPlatform 平台

准备工作

注册 LinkPlatform 平台

创建产品

添加设备 在设备管理菜单下，新增一个测试设备，点击查看进入设备详情页面。

成功创建设备后，可以获取到设备激活需要的三元组（ ProductKey、DeviceName、DeviceSecret ），后面需要使用 menuconfig 配置到设备 SDK 中。

查看消息 Topic 列表 进入设备详情页面，然后在 Topic 列表 选项查看创建设备默认分配的 Topic 列表，以及 Topic 权限。

自定义 Topic MQTT 示例程序中会用到名为 data 的 Topic，Topic 权限为 发布和订阅 ，因此这里必须自定义一个 data Topic，如下图所示：

开通固件升级服务

获取软件包

打开 RT-Thread 提供的 ENV 工具，使用 menuconfig 配置软件包。

配置 iotkit 软件包 配置使能 iotkit 软件包并 填写设备激活凭证 。

menuconfig 中选择阿里云平台为 LinkPlatform ，OTA channel 选择 MQTT （以 MQTT 为例），详细的配置如下所示：

shell RT-Thread online packages —-> IoT - internet of things —-> IoT Cloud —-> [] Ali-iotkit: Ali Cloud SDK for IoT platform —-> Select Aliyun platform (LinkPlatform Platform) —-> (a1dSQSGZ77X) Config Product Key (RGB-LED-DEV-1) Config Device Name (Ghuiyd9nmGowdZzjPqFtxhm3WUHEbIlI) Config Device Secret -- Enable MQTT [] Enable MQTT sample [] Enable MQTT direct connect [] Enable SSL [ ] Enable COAP [] Enable OTA Select OTA channel (Use MQTT OTA channel) —-> version (latest) —->

增加 mbedTLS 帧大小 阿里 TLS 认证过程中数据包较大，这里需要增加 TLS 帧大小，OTA 的时候至少需要 8K 大小。

打开 RT-Thread 提供的 ENV 工具，使用 menuconfig 配置 TLS 帧大小。

{.c} RT-Thread online packages —-> security packages —-> -*- mbedtls:An open source, portable, easy to use, readable and flexible SSL library —-> (8192) Maxium fragment length in bytes

使用 pkgs —update 命令下载软件包

MQTT 示例

该 MQTT 示例程序以data Topic 为例，演示了如何在设备上使用 MQTT + TLS/SSL 通道与阿里云平台建立双向通信。

示例文件

命令列表

例程中，使用 MSH 命令启动 MQTT 例程，命令如下所示：

启动 MQTT

使用 ali_mqtt_test start 命令启动 MQTT 示例，成功后设备 log 显示订阅成功。

设备 log 如下所示：

msh />ali_mqtt_test start

ali_mqtt_main|645 :: iotkit-embedded sdk version: V2.10

[inf] iotx_device_info_init(40): device_info created successfully!

[dbg] iotx_device_info_set(50): start to set device info!

[dbg] iotx_device_info_set(64): device_info set successfully!

···

[inf] iotx_mc_init(1703): MQTT init success!

[inf] _ssl_client_init(175): Loading the CA root certificate ...

···

[inf] _TLSConnectNetwork(420): . Verifying peer X.509 certificate..

[inf] _real_confirm(92): certificate verification result: 0x200

[inf] iotx_mc_connect(2035): mqtt connect success!

···

[inf] iotx_mc_subscribe(1388): mqtt subscribe success,topic = /a1P1TlTjU9Q/LP-TEST-DEV-1/data!

[dbg] iotx_mc_cycle(1269): SUBACK

event_handle|124 :: subscribe success, packet-id=0

[inf] iotx_mc_keepalive_sub(2226): send MQTT ping...

[inf] iotx_mc_cycle(1295): receive ping response!

设备发布消息

使用 ali_mqtt_test pub open 命令发送消息 data Topic。

设备 log 如下所示：

msh />ali_mqtt_test pub open

ali_mqtt_test_pub|583 ::

publish message:

topic: /a1P1TlTjU9Q/LP-TEST-DEV-1/data

payload: {"id" : "1","version":"1.0","params" : {"RGBColor" : {"Red":247,"Green":60,"Blue":74},"LightSwitch" : 1},"method":"thing.event.property.post"}

rc = 3

msh />[dbg] iotx_mc_cycle(1260): PUBACK

event_handle|148 :: publish success, packet-id=0

[dbg] iotx_mc_cycle(1260): PUBACK

event_handle|148 :: publish success, packet-id=0

[dbg] iotx_mc_cycle(1277): PUBLISH

···

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1100): Receive Buflen : 1024

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1111): delivering msg ...

[dbg] iotx_mc_deliver_message(866): topic be matched

_demo_message_arrive|182 :: ----

_demo_message_arrive|183 :: packetId: 19324

_demo_message_arrive|187 :: Topic: '/a1P1TlTjU9Q/LP-TEST-DEV-1/data' (Length: 31)

_demo_message_arrive|191 :: Payload:

'{"id" : "1","version":"1.0","params" : {"RGBColor" : {"Red":247,"Green":60,"Blue":74},"LightSwitch" : 1},

"method":"thing.event.property.post"}' (Length: 142)

_demo_message_arrive|192 :: ----

查看云端日志

在设备详情里的运行状态里可以查看设备的上报到云端的消息内容。

云端推送消息到设备

查看设备订阅日志

使用调试控制台发送命令后，设备可以接受到命令，log 如下所示：

msh />[dbg] iotx_mc_cycle(1277): PUBLISH

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1091): Packet Ident : 00000000

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1092): Topic Length : 31

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1096): Topic Name : /a1P1TlTjU9Q/LP-TEST-DEV-1/data

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1099): Payload Len/Room : 33 / 989

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1100): Receive Buflen : 1024

[dbg] iotx_mc_handle_recv_PUBLISH(1111): delivering msg ...

[dbg] iotx_mc_deliver_message(866): topic be matched

_demo_message_arrive|182 :: ----

_demo_message_arrive|183 :: packetId: 0

_demo_message_arrive|187 :: Topic: '/a1P1TlTjU9Q/LP-TEST-DEV-1/data' (Length: 31)

_demo_message_arrive|191 :: Payload: 'This message comes from the cloud' (Length: 33)

_demo_message_arrive|192 :: ----

退出 MQTT 示例

使用 ali_mqtt_test stop 命令退出 MQTT 示例，设备 log 如下所示：

msh />ali_mqtt_test stop

msh />[inf] iotx_mc_unsubscribe(1423): mqtt unsubscribe success,topic = /a1P1TlTjU9Q/LP-TEST-DEV-1/data!

event_handle|136 :: unsubscribe success, packet-id=0

[dbg] iotx_mc_disconnect(2121): rc = MQTTDisconnect() = 0

[inf] _network_ssl_disconnect(514): ssl_disconnect

[inf] iotx_mc_disconnect(2129): mqtt disconnect!

[inf] iotx_mc_release(2175): mqtt release!

[err] LITE_dump_malloc_free_stats(594): WITH_MEM_STATS = 0

mqtt_client|329 :: out of sample!

OTA 示例

固件升级支持对设备的固件进行远程空中升级（Over-The-Air），实现对设备的远程维护、功能升级、问题修复等场景的使用。您可以指定产品新增一个固件，对固件进行验证，验证通过后开始批量升级，并在固件详情中查看升级结果。

示例文件

命令列表

例程中，使用 MSH 命令启动 OTA 例程，命令如下所示：

运行 OTA 示例

使用 ali_ota_test start 命令启动 OTA 例程，然后等待云端发送 OTA 指令。

设备 log 如下所示：

msh />ali_ota_test start

ali_ota_main|372 :: iotkit-embedded sdk version: V2.10

[inf] iotx_device_info_init(40): device_info created successfully!

[dbg] iotx_device_info_set(50): start to set device info!

[dbg] iotx_device_info_set(64): device_info set successfully!

···

[inf] iotx_mc_init(1703): MQTT init success!

[inf] _ssl_client_init(175): Loading the CA root certificate ...

···

[inf] _TLSConnectNetwork(420): . Verifying peer X.509 certificate..

[inf] _real_confirm(92): certificate verification result: 0x200

[inf] iotx_mc_connect(2035): mqtt connect success!

···

[dbg] iotx_mc_report_mid(2292): MID Report: topic name = '/sys/a1P1TlTjU9Q/LP-TEST-DEV-1/thing/status/update'

[dbg] iotx_mc_report_mid(2309): MID Report: finished, IOT_MQTT_Publish() = 0

[inf] iotx_mc_subscribe(1388): mqtt subscribe success,topic = /ota/device/upgrade/a1P1TlTjU9Q/LP-TEST-DEV-1!

mqtt_client|241 :: wait ota upgrade command....

mqtt_client|241 :: wait ota upgrade command....

新增固件

这里需要用户上传一个 bin 类型的测试固件，随意一个 bin 固件即可，演示例程只进行固件下载及校验，不会写入 Flash，所以也不会真正进行固件搬运升级。

验证固件

设备日志

推送成功后，设备开始下载固件，下载完成后自动进行固件完整性校验，设备端测试日志如下所示：

···

mqtt_client|254 :: Here write OTA data to file....

[dbg] IOT_OTA_Ioctl(457):

origin=e4e54df52a3b530c7e0544b2872f1305, now=e4e54df52a3b530c7e0544b2872f1305

mqtt_client|280 :: The firmware is valid! Download firmware successfully.

mqtt_client|294 :: OTA FW version: v10

云端升级进度展示

设备升级过程中云端会显示设备下载固件的进度，固件下载完成并校验固件成功，设备 SDK 上报新的版本号到云端，云端会显示升级成功，如下图所示：

退出 OTA 例程

升级成功或者升级失败会自动退出 OTA 例程，如果需要手动退出 OTA 例程，请使用 ali_ota_test stop 命令。

msh />ali_ota_test stop

msh />[dbg] iotx_mc_disconnect(2121): rc = MQTTDisconnect() = 0

[inf] _network_ssl_disconnect(514): ssl_disconnect

[inf] iotx_mc_disconnect(2129): mqtt disconnect!

[inf] iotx_mc_release(2175): mqtt release!

[err] LITE_dump_malloc_free_stats(594): WITH_MEM_STATS = 0

mqtt_client|340 :: out of sample!

注意事项

使用前请在 menuconfig 里配置自己的设备激活凭证（PRODUCT_KEY、DEVICE_NAME 和 DEVICE_SECRET）

使用 menuconfig 配置选择要接入的平台（LinkDevelop 或者 LinkPlatform ）

开启 OTA 功能必须使能加密连接，默认选择（因为 OTA 升级必须使用 HTTPS 下载固件）

常见问题

MbedTLS 返回 0x7200 错误

通常是由于 MbedTLS 帧长度过小，请增加 MbedTLS 帧长度（ 至少需要 8K 大小 ）。

原作者：RT-Thread 软件包手册