MQTT 是一种基于发布/订阅模式的轻量级物联网消息传输协议，可以用极少的代码和带宽为联网设备提供实时可靠的消息服务，它广泛应用于物联网、移动互联网、智能硬件、车联网、电力能源等行业。
Django 是一个开源的 Web 框架，是目前较为流行的 Python Web 框架之一。本文主要介绍如何在 Django 项目中实现 MQTT 客户端与 MQTT 服务器的连接、订阅、取消订阅、收发消息等功能。
本文将使用 paho-mqtt 客户端库编写一个简单 MQTT 客户端，paho-mqtt 是目前 Python 中使用较为广泛的 MQTT 客户端库，它在 Python 2.7 及 3.x 上为客户端提供了对 MQTT v5.0、v3.1.1 和 v3.1 的支持。
本项目使用 Python 3.8 进行开发测试，读者可用如下命令确认 Python 的版本。
$ python3 --version
Python 3.8.2
使用 Pip 安装 Django 和 paho-mqtt。
pip3 install django
pip3 install paho-mqtt
创建 Django 项目。
django-admin startproject mqtt-test
创建完成后目录结构如下。
├── manage.py
└── mqtt_test
├── __init__.py
├── asgi.py
├── settings.py
├── urls.py
├── views.py
└── wsgi.py
本文将使用 EMQ 提供的免费公共 MQTT 服务器，该服务基于 MQTT 云服务 - EMQX Cloud 创建。服务器接入信息如下：
Broker: broker.emqx.io
TCP Port: 1883
Websocket Port: 8083
import paho.mqtt.client as mqtt
可以在该回调函数中对 MQTT 连接成功或失败的情况进行处理，本示例将在连接成功后订阅 django/mqtt主题。
def on_connect(mqtt_client, userdata, flags, rc):
if rc == 0:
print('Connected successfully')
mqtt_client.subscribe('django/mqtt') # 订阅主题
else:
print('Bad connection. Code:', rc)
该函数将打印 django/mqtt主题接收到的消息。
def on_message(mqtt_client, userdata, msg):
print(f'Received message on topic: {msg.topic} with payload: {msg.payload}')
在 settings.py中增加 MQTT 服务器的配置项。读者如果对如下配置项及本文中提到的 MQTT 相关概念有疑问，可查看博客 MQTT 协议快速体验。
本示例使用匿名认证，所以用户名与密码设置为空。
MQTT_SERVER = 'broker.emqx.io'
MQTT_PORT = 1883
MQTT_KEEPALIVE = 60
MQTT_USER = ''
MQTT_PASSWORD = ''
client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message
client.username_pw_set(settings.MQTT_USER, settings.MQTT_PASSWORD)
client.connect(
host=settings.MQTT_SERVER,
port=settings.MQTT_PORT,
keepalive=settings.MQTT_KEEPALIVE
)
我们创建一个简单的 POST 接口实现 MQTT 消息发布。
在实际应用中该接口可能需要进行一些更复杂的业务逻辑处理。
在 views.py中增加如下代码。
import json
from django.http import JsonResponse
from mqtt_test.mqtt import client as mqtt_client
def publish_message(request):
request_data = json.loads(request.body)
rc, mid = mqtt_client.publish(request_data['topic'], request_data['msg'])
return JsonResponse({'code': rc})
在 urls.py中增加如下代码。
from django.urls import path
from . import views
urlpatterns = [
path('publish', views.publish_message, name='publish'),
]
在 __init__.py中增加如下代码。
from . import mqtt
mqtt.client.loop_start()
至此我们已完成了所有代码的编写，查看完整代码。
最后，执行如下命令运行 Django 项目。
python3 manage.py runserver
当 Django 应用启动后，MQTT 客户端将会连接到 MQTT 服务器，并且订阅主题 django/mqtt。
接下来我们使用开源的跨平台 MQTT 客户端 - MQTT X 进行连接、订阅、发布测试。
1.在 MQTT X 中创建 MQTT 连接，输入连接名称，其他参数保持默认，并点击右上角的 Connect按钮连接至服务器。
2.在 MQTT X 底部的消息发布框里向 django/mqtt主题发布消息 Hello from MQTT X。
3.在 Django 运行窗口中将能看到 MQTT X 发送的消息。
1.在 MQTT X 中订阅 django/mqtt主题。
2.使用 Postman 调用 /publish接口：发送消息 Hello from Django至 django/mqtt主题。
3.在 MQTT X 中将能看到 Django 发送过来的消息。
至此，我们使用 paho-mqtt 完成了 MQTT 客户端的开发，实现了在 Django 应用中使用 MQTT 进行通信。在实际应用中，我们可以根据业务需求对 MQTT 客户端进行扩展，实现更复杂的业务逻辑。接下来，读者可查看 EMQ 提供的 MQTT 入门与进阶系列文章了解 MQTT 协议特性，探索 MQTT 的更多高级应用，开始 MQTT 应用及服务开发。
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