在 Python 中使用 MQTT的方法

使用 MQTT 是物联网开发中常用的一种通信协议，Python 通过 paho-mqtt 库提供了使用 MQTT 的接口。

安装 paho-mqtt 库

在使用 MQTT 前，需要先安装 paho-mqtt 库。安装方法如下：

pip install paho-mqtt

连接 MQTT 服务器

在使用 MQTT 前，需要连接 MQTT 服务器。连接代码示例如下：

import paho.mqtt.client as mqtt

# 连接参数
broker = "broker.mqtt-dashboard.com"
port = 1883
topic = "my/test/topic"

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print("Connected with result code "+str(rc))
    client.subscribe(topic)

def on_message(client, userdata, message):
    print(message.topic+" "+str(message.payload))

client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

client.connect(broker, port, 60)

client.loop_forever()

上述代码连接一个名为 broker.mqtt-dashboard.com 的 MQTT 服务器，使用 1883 端口。当连接成功后，订阅主题为 my/test/topic 的 MQTT 消息。

发布 MQTT 消息

连接成功后，可以通过发布 MQTT 消息，来向主题中发送数据。下面是发送消息的示例代码：

import paho.mqtt.publish as publish

# 发送消息
publish.single(topic, payload="hello world", hostname=broker)

上述代码向主题为 my/test/topic 发送了一条内容为 "hello world" 的消息。

订阅 MQTT 消息

上述的连接示例代码中，已经定义了当连接成功后订阅主题的回调函数 on_connect 和收到 MQTT 消息的回调函数 on_message。当接收到订阅的主题中的消息时，终端输出包含主题和消息内容的信息。

另外，可以在订阅的 MQTT 主题中添加通配符来实现对多个主题的订阅。如下面的代码订阅了以 my/topic/ 开头的所有主题：

topic = "my/topic/#"

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print("Connected with result code "+str(rc))
    client.subscribe(topic)

def on_message(client, userdata, message):
    print(message.topic+" "+str(message.payload))

其他使用注意事项

在使用 MQTT 时，需注意以下问题：

MQTT 服务器的地址、端口和主题的设置需符合实际情况。
为客户端设置唯一的客户端 ID。
消息内容需转换为字符串，才能正确地发送。
连接后需保持活动状态，才能保证接收MQTT服务器发送的消息。
发布/订阅操作可基于 QoS（服务质量）这一概念，支持在应用层实现消息传输质量的约束。

示例1：使用paho-mqtt连接EMQ X MQTT Broker并发送消息

示例代码如下：

import paho.mqtt.client as mqtt

# 连接参数
host = "localhost"
port = 1883
username = "test"
password = "passwd"
topic = "test_topic"

client = mqtt.Client()
client.username_pw_set(username, password)
client.connect(host, port, 60)

# 发送消息
client.publish(topic, "Hello World!")

client.disconnect()

示例中连接了 EMQ X MQTT Broker，并向 test_topic 发布了一条内容为 "Hello World!" 的消息。

示例2：使用paho-mqtt订阅EMQ X MQTT Broker的消息