学习太极创客 — MQTT 第二章（八）ESP8266 MQTT 用户密码认证

2023-11-12

视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1fK4y1L72n?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=b91967c499b23106586d7aa35af46413

资料链接：http://www.taichi-maker.com/homepage/esp8266-nodemcu-iot/iot-tuttorial/mqtt-tutorial/mqtt-user-auth/

在课程中，通过 MQTT.fx 这个软件一直使用的是然也物联的服务端（“test.ranye-iot.net”），然也物联的服务端可以不要求客户端提供用户名和密码。但是在有些情况下，比如个人搭建的属于自己的 MQTT 服务器，为了保护服务端不会被别人所使用，就需要增加用户名和密码了。

除了上述提到的作用之外，服务端还可以利用用户名和密码来管理客户端，因为通常情况下，对于 MQTT 服务器来说，有可能很多用户同时在使用服务器，但对于不同用户来说，他们都有各自的客户端，这些各自的、私人的客户端可能会使用一些私人的 MQTT 资源，比如说某些 MQTT 主题可能专门属于某个用户。

也就是说对于服务端和客户端来说，用户名和密码有双向的作用。因为本教程的重点是如何使用 MQTT 协议在客户端中如何进行开发，并没有涉及到服务端的开发内容，所以在服务端如何设置用户名和密码的操作是不讲解的。

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下面，通过 MQTT.fx 这个软件来说一下如何进行设置。

1、MQTT.fx 用户密码认证

然也物联提供了一个测试用的用户名和密码，用户名是 test-user ，密码是 ranye-iot
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下面，故意将用户名或者密码给输入错误，

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再点击登录后，会提示没有权限。

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另外需要说明一点的是，作为测试用户来说，所能订阅的主题和发布的主题是有一些限制的，只能订阅和发布以用户名级别下的任何的主题。

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比如，直接发布或者订阅不在 test-user/ 下的主题时，如下图所示。

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虽然可以订阅成功，

但是当通过该主题发布消息时，订阅该主题的客户端是接收不到任何消息的。

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我们再试试使用 test-user/ 下的主题来发布消息，
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需要注意，

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2、 ESP8266 MQTT 用户密码认证

以下示例程序实现了 ESP8266 连接 MQTT 服务端时的用户名和密码认证。

程序中的在调用 connect 函数时，提供了MQTT服务端连接的用户名和密码信息。

这个示例程序中的主题内容与前面介绍的 1-6 节 ESP8266 发布 MQTT 消息一样，只不过是多了连接 MQTT 服务端时的用户名和密码信息。

/**********************************************************************
项目名称/Project          : 零基础入门学用物联网
程序名称/Program name     : pub_password_auth_ranye
团队/Team                : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)
作者/Author              : CYNO朔
日期/Date（YYYYMMDD）     : 20201227
程序目的/Purpose          : 
本程序旨在演示如何使用PubSubClient库使用ESP8266向MQTT服务器发布信息。
发布信息中，服务器通过用户名和密码进行认证。
-----------------------------------------------------------------------
本示例程序为太极创客团队制作的《零基础入门学用物联网》中示例程序。
该教程为对物联网开发感兴趣的朋友所设计和制作。如需了解更多该教程的信息，请参考以下网页：
http://www.taichi-maker.com/homepage/esp8266-nodemcu-iot/iot-c/esp8266-nodemcu-web-client/http-request/
***********************************************************************/
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <Ticker.h>
 
// 设置wifi接入信息(请根据您的WiFi信息进行修改)
const char* ssid = "FAST_153C80";
const char* password = "123456798";
const char* mqttServer = "test.ranye-iot.net";
// 如以上MQTT服务器无法正常连接，请前往以下页面寻找解决方案
// http://www.taichi-maker.com/public-mqtt-broker/
 
// MQTT服务端连接用户名密码
const char* mqttUserName = "test-user";
const char* mqttPassword = "ranye-iot";
 
Ticker ticker;
WiFiClient wifiClient;
PubSubClient mqttClient(wifiClient);
 
int count;    // Ticker计数用变量
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
 
  // Ticker定时对象
  ticker.attach(1, tickerCount);
  
  //设置ESP8266工作模式为无线终端模式
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  
  // 连接WiFi
  connectWifi();
  
  // 设置MQTT服务器和端口号
  mqttClient.setServer(mqttServer, 1883);
 
  // 连接MQTT服务器
  connectMQTTServer();
}
 
void loop() {
  // 如果开发板未能成功连接服务器，则尝试连接服务器
  if (!mqttClient.connected()) {
    connectMQTTServer();
  }
  
   mqttClient.loop();
  // 每隔3秒钟发布一次信息
  if (count >= 3){
    pubMQTTmsg();
    count = 0;
  }
}
 
void tickerCount(){
  count++;
}
 
void connectMQTTServer(){
  // 根据ESP8266的MAC地址生成客户端ID（避免与其它ESP8266的客户端ID重名）
  String clientId = "esp8266-" + WiFi.macAddress();
 
  // 连接MQTT服务器。此处使用了程序首部定义的用户名和密码来实现MQTT服务端认证
  if (mqttClient.connect(clientId.c_str(), mqttUserName, mqttPassword)) { 
    Serial.println("MQTT Server Connected.");
    Serial.print("Server Address: ");
    Serial.println(mqttServer);
    Serial.print("ClientId: ");
    Serial.println(clientId);
  } else {
    Serial.print("MQTT Server Connect Failed. Client State:");
    Serial.println(mqttClient.state());
    delay(3000);
  }   
}
 
// 发布信息
void pubMQTTmsg(){
  static int value;
 
  // 建立发布主题。主题名称以taichi/Pub-为前缀，后面添加设备的MAC地址。
  // 这么做是为确保不同用户进行MQTT信息发布时，ESP8266客户端名称各不相同，
  String topicString = "test-user/Pub-" + WiFi.macAddress();
  char publishTopic[topicString.length() + 1];  
  strcpy(publishTopic, topicString.c_str());
 
  // 建立发布信息。信息内容以Hello World为起始，后面添加发布次数。
  String messageString = "Hello World " + String(value++); 
  char publishMsg[messageString.length() + 1];   
  strcpy(publishMsg, messageString.c_str());
 
  // 实现ESP8266向主题发布信息
  if(mqttClient.publish(publishTopic, publishMsg)){
    Serial.println("Publish Topic:");Serial.println(publishTopic);
    Serial.println("Publish message:");Serial.println(publishMsg);      
  } else {
    Serial.println("Message Publish Failed."); 
  }
}
 
// ESP8266连接wifi
void connectWifi(){
 
  WiFi.begin(ssid, password);
 
  //等待WiFi连接,成功连接后输出成功信息
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi Connected!");  
  Serial.println(""); 
}

程序运行逻辑是在通过用户名和密码连接到 MQTT 服务器后，每隔 3 秒钟向主题（“test-user/Pub-” + WiFi.macAddress()）发布一次信息，消息内容为 "Hello World " + String(value++);

运行程序后，打开串口监视器。

在这里插入图片描述

程序重点在连接 MQTT 服务器时，用户名和密码作为参数传入函数 connect 中。

// MQTT服务端连接用户名密码
const char* mqttUserName = "test-user";
const char* mqttPassword = "ranye-iot";

打开 MQTT.fx 软件（因为是作为订阅者，所以设置不设置账号和密码都可以（原因是在服务器端没有设置订阅用户的权限）），并且订阅该主题。

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输出结果如下，

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