基于嵌入式Linux平台，数传网关实现南北向数据链路互通。

工程师进阶笔记

我是老温，一名热爱学习的嵌入式工程师
" v2 L. y% D1 g+ ~关注我，一起变得更加优秀！上一篇文章，我们详细地描述了如何在嵌入式Linux开发平台上移植libmodbus库，实现了通过Modbus协议采集设备端数据，可以点击以下链接对文章进行回顾。嵌入式Linux工业网关设计，离不开这个关键核心通信模块。
除了Modbus通信协议之外，在网关产品上面还有一个非常重要的通信协议，那就是MQTT。
关于MQTT的概念，网上已经有比较多的文章，此处就不再重复论述，本篇文章的主要目的，是在嵌入式Linux平台上移植部署MQTT通信库，并且实现数据端的南北向通信。
（南北向通信，南向一般是指通过Modbus对接获取设备数据，北向一般是指通过MQTT上报数据到网络服务器。）

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一、嵌入式Linux移植MQTT
虚拟机系统：Ubuntu22.04 LTS嵌入式开发平台：OK3506J-SLinux内核：Linux Kernel 6.1.99交叉编译工具链：arm-linux-gcc
! E9 N, o5 F, H& Q1、有很多流行的MQTT通信库可以移植部署到嵌入式Linux平台，比如Paho MQTT，Mosquitto，MQTT-C 等等，本项目我们选用Mosquitto。

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2、下载相关源码，在虚拟机Ubuntu22.04上创建mosquitto-arm目录，并在该目录下执行以下命令，把mosquitto依赖的相关源码下载到该目录。

wget https://mosquitto.org/files/source/mosquitto-1.6.12.tar.gzwget https://sourceforge.net/projects/libuuid/files/libuuid-1.0.3.tar.gzwget https://www.openssl.org/source/openssl-1.1.1h.tar.gz
$ t/ \- `, U; F% x$ x& A

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3、交叉编译uuid，解压后，在libuuid-1.0.3源码目录里面，执行configure脚本进行配置，然后执行make && make install 命令，编译和安装uuid库，如下所示。

./configure --prefix=/opt/work/ok3506j/third_party_libs/mosquitto-arm/libuuid-1.0.3/ CC=/opt/work/ok3506j/toolchains/arm-buildroot-linux-gnueabihf_sdk-buildroot/bin/arm-linux-gcc --host=arm-linuxmakemake install编译成功后，会在源码目录下生成include目录和lib目录，这两个目录的文件稍后会用到。

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4、交叉编译openssl，解压后在openssl-1.1.1h源码目录里面创建install目录，执行以下命令对源码进行配置。

setarch i386 ./config no-asm shared --prefix=/opt/work/ok3506j/third_party_libs/mosquitto-arm/openssl-1.1.1h/install 5、执行以上配置命令后，会在源码目录下生成Makefile文件，执行make && make install 命令进行编译和安装，成功后会在源码的install目录下，生成openssl相关的头文件和库文件，稍后会用到。

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) Q4 P# I- \2 C9 U3 O- C& v6、交叉编译mosquitto，解压后在mosquitto-1.6.12源码目录里面创建install目录，执行以下命令对源码进行编译配置。

make WITH_SRV=no CC=gcc CXX=g++ CFLAGS="-I /opt/work/ok3506j/third_party_libs/mosquitto-arm/openssl-1.1.1h/install/include -I /opt/work/ok3506j/third_party_libs/mosquitto-arm/libuuid-1.0.3/include -I /opt/work/ok3506j/third_party_libs/mosquitto-arm/openssl-1.1.1h/install/lib -I /opt/work/ok3506j/third_party_libs/mosquitto-arm/libuuid-1.0.3/lib" LDFLAGS="-L /opt/work/ok3506j/third_party_libs/mosquitto-arm/openssl-1.1.1h/install/lib -L /opt/work/ok3506j/third_party_libs/mosquitto-arm/libuuid-1.0.3/lib -lssl -lcrypto -luuid"编译成功后，执行以下命令，把mosquitto安装到源码的install目录下。

make install DESTDIR=/opt/work/ok3506j/third_party_libs/mosquitto-arm/mosquitto-1.6.12/install安装成功后，如下图所示。
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* A/ Z( l9 X7 Z+ e0 z3 a7 q7、经过以上步骤，mosquitto通信库已经交叉编译成功，把前面几个步骤编译出来的动态库文件和配置文件，复制到OK3506J开发板的文件系统里面，如下图所示。
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9 W2 @0 @3 {( r" b3 T8 ]6 O$ {8、至此，mosquitto通信库部署移植完成，可以直接在OK3506J开发板上直接运行mosquitto相关的应用程序，相关应用程序如下图所示。

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二、南北数据互通
前面我们已经实现了Modbus的南向设备端通信，可以把OK3506J采集到的Modbus数据，通过MQTT协议发布出去，实现数据南北向互通。
编写一个测试应用程序，定时读取Modbus-Slave软件的数据，模拟一个工业耗电量数值，当发现耗电量数值发生变化时，通过MQTT进行数据上报。

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我们使用通信猫共享MQTT服务器：mq.tongxinmao.com，端口是18832，采用无用户名和无密码的方式进行登录。

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8 R$ s, d/ p3 I在电脑端使用MQTT.fx软件订阅modbus/topic这个主题，OK3506J开发板通过RS485和Modbus协议，读取Modbus-Slave的寄存器0地址数据，然后通过MQTT消息发布出去，MQTT.fx会在软件进行打印，如下图所示。
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% w+ r! Z, v; F# X4 N3 h下一步，我们将会开发一个上位机软件，以便对网关设备进行参数配置和信息获取，感谢阅读和关注！
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6 C2 p  K/ Y! a& H& |+ z# ?, ~往期推荐：点击图片即可跳转阅读
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; e" s' N/ y* T# g4 _. j嵌入式Linux工业网关设计，离不开这个关键核心通信模块。

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嵌入式软硬件开发，工程师在预研阶段就要开始考虑如何降本增效！
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朋友想自研一款嵌入式工业网关，分享一下我的设计思路！
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( Q3 ]- Q8 s* g2 \6 L* Q0 {8 z关注我，一起变得更加优秀！
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