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【esp32 mqtt】 连接亚马逊-加密传输信息

news 来源：原创 2025/7/21 11:20:54

文章目录

  • 1 加密文件
    • 1.1 服务端证书
    • 1.2 客户端CA证书
    • 1.3 客户端私钥
    • 1.4 三者协同工作的流程
  • 2 亚马逊创建物品
  • 3 esp32 程序编写
    • 3.1 证书文件读取
    • 3.2 MQTT配置
      • 3.2.1 配置结构体
      • 3.2.2 初始化客户端
      • 3.2.3 注册事件
      • 3.2.4 开启mqtt
      • 3.2.5 示例
    • 3.3 事件回调函数
      • 3.2.1 示例
    • 3.4 接收到订阅消息处理函数

1 加密文件

需要三个加密文件，分别是客户端CA证书、客户端私钥、服务CA证书。各文件作用：

1.1 服务端证书

作用：验证服务器身份，建立可信连接。
工作流程：
1）服务器将自己的CA证书发送给客户端
2）客户端用预置CA证书验证服务器证书签名链
3）验证通过，则信任该服务器
注：包含服务器公钥

1.2 客户端CA证书

作用：向服务器证明身份的合法性
工作流程：
1）客户端在握手阶段发送自己的CA证书给服务端
2）服务器用CA证书验证客户端的合法性
3）验证通过，允许连接

1.3 客户端私钥

作用：与客户端证书配对使用，完成加密操作
关键特性：与客户端CA证书中的公钥是配对关系

1.4 三者协同工作的流程

ESP32客户端 MQTT服务器 预置: - 服务器CA证书 - 客户端证书 - 客户端私钥 发起TLS握手 发送服务器证书 用CA证书验证服务器证书 发送客户端证书 用CA证书验证客户端证书 用私钥签名挑战数据 验证签名通过 建立加密通道 ESP32客户端 MQTT服务器

2 亚马逊创建物品

连接亚马逊平台之前，需要创建一个物品，下载创建物品后的证书，一直下一步就好，最后在在生成的证书文件。
在这里插入图片描述

注：在这里一定要选择一个策略，否则连接不到亚马逊
在这里插入图片描述

3 esp32 程序编写

程序部分主要分为如下几个部分：
1）将证书文件读入程序
2）MQTT配置
3）事件回调函数
4）接收到订阅消息后的处理函数

3.1 证书文件读取

将证书文件保存在程序主目录下，将证书名修改为下途中名称：
在这里插入图片描述

修改主CMakeLists.txt文件，修改内容如下：

target_add_binary_data(${CMAKE_PROJECT_NAME}.elf "main/certificate.pem.crt" TEXT)
target_add_binary_data(${CMAKE_PROJECT_NAME}.elf "main/private.pem.key" TEXT)
target_add_binary_data(${CMAKE_PROJECT_NAME}.elf "main/AmazonRootCA1.pem" TEXT)

使用下面语句将密钥读入程序

extern const uint8_t client_cert_pem_start[] asm("_binary_certificate_pem_crt_start");
extern const uint8_t client_cert_pem_end[] asm("_binary_certificate_pem_crt_end");
extern const uint8_t client_key_pem_start[] asm("_binary_private_pem_key_start");
extern const uint8_t client_key_pem_end[] asm("_binary_private_pem_key_end");
extern const uint8_t server_cert_pem_start[] asm("_binary_AmazonRootCA1_pem_start");
extern const uint8_t server_cert_pem_end[] asm("_binary_AmazonRootCA1_pem_end");

3.2 MQTT配置

主要包含下面步骤：

  1. 配置esp_mqtt_client_config_t结构体
  2. 初始化客户端（esp_mqtt_client_init()）
  3. 注册mqtt事件(esp_mqtt_client_register_event())
  4. 开启mqtt功能（eap_mqtt_client_start）

3.2.1 配置结构体

配置mqtt需要一个esp_mqtt_client_config_t类型的结构体，在该结构体中主要配置mqtt服务器地址、服务器公钥，客户端公钥、私钥、客户端id等信息

typedef struct esp_mqtt_client_config_t {// 代理配置struct broker_t {// 代理网络配置struct address_t {const char *uri;	// 服务器地址const char *hostname;	// esp_mqtt_transport_t transport; 	// 传输协议 tcp ssl ...const char *path;              uint32_t port;     // 端口号            } address; // 代理身份认证struct verification_t {bool use_global_ca_store; esp_err_t (*crt_bundle_attach)(void *conf);const char *certificate;	// CA证书size_t certificate_len;const struct psk_key_hint *psk_hint_key;bool skip_cert_common_name_check;const char *common_name;        } verification; } broker;// 客户端身份认证struct credentials_t {const char *username;    const char *client_id; 	// 客户端IDbool set_null_client_id; /struct authentication_t {const char *password;   const char *certificate; 	// 客户端证书size_t certificate_len;  const char *key;      // 客户端秘钥size_t key_len; const char *key_password;int key_password_len;    bool use_secure_element;void *ds_data; } authentication; /*!< Client authentication */} credentials; /*!< User credentials for broker */// mqtt 主题信息struct session_t {// 遗嘱主题struct last_will_t {const char *topic;const char *msg; int msg_len;int qos;     int retain; } last_will; bool disable_clean_session;	// 是否清除会话，清除会话：设备上线后需要重新订阅主题int keepalive;   // 心跳时间          bool disable_keepalive; esp_mqtt_protocol_ver_t protocol_ver; int message_retransmit_timeout;} session; struct network_t {int reconnect_timeout_ms; int timeout_ms;int refresh_connection_after_ms;bool disable_auto_reconnect;     esp_transport_handle_t transport;struct ifreq * if_name; } network; /*** Client task configuration*/struct task_t {int priority;  int stack_size; } task; struct buffer_t {int size;    int out_size;} buffer; struct outbox_config_t {uint64_t limit; } outbox; 
} esp_mqtt_client_config_t;

3.2.2 初始化客户端

函数原型：

esp_mqtt_client_handle_t esp_mqtt_client_init(const esp_mqtt_client_config_t *config)

函数参数：配置结构体
返回值：客户端句柄

该函数主要做了如下事情

  1. 创建客户端
  2. 检查esp_mqtt_client_config_t结构体的必填字段是否填充
  3. 创建mqtt任务，esp32 mqtt运行在一个单独的freertos任务中

3.2.3 注册事件

函数原型

esp_err_t esp_mqtt_client_register_event(esp_mqtt_client_handle_t client, esp_mqtt_event_id_t event, esp_event_handler_t event_handler, void *event_handler_arg)
Registers *MQTT* event

参数:
client – MQTT 客户端句柄
event – 注册的事件类型（连接成功、订阅消息、发布消息、接收到订阅信息等等事件）
event_handler – 事件回调函数
event_handler_arg – 处理程序上下文

返回:
成功： ESP_OK

3.2.4 开启mqtt

函数原型

esp_err_t esp_mqtt_client_start(esp_mqtt_client_handle_t client)

参数:
client – MQTT 客户端句柄

返回:
成功：ESP_OK
初始化失败：ESP_ERR_INVALID_ARG （参数错误）
其他错误：ESP_FAIL

3.2.5 示例

void MQTT_connect_init(void)
{esp_mqtt_client_config_t mqtt_cfg = {.broker = {         // 代理.address.uri = SERVICE_IP,  // 服务器地址.verification.certificate = (const char*)server_cert_pem_start,},.credentials = {.client_id = CLIENT_ID,     // 客户端id.authentication = {.certificate = (const char*) client_cert_pem_start,.key = (const char*) client_key_pem_start,}},};// 初始化客户端结构体esp_mqtt_client_handle_t client = esp_mqtt_client_init(&mqtt_cfg);// 注册mqtt事件esp_mqtt_client_register_event(client, ESP_EVENT_ANY_ID, mqtt_event_handler, NULL);// 开启MQTT功能esp_mqtt_client_start(client);
}

3.3 事件回调函数

在上面初始化的时候，注册了mqtt时间，在程序触发了注册的事件之后会执行事件回调函数，该函数的类型是固定的esp_event_handler_t类型，所以需要创建一个该类型的函数。
函数类型如下：

void mqtt_event_handler(void *handler_args,			// 传入回调函数的参数esp_event_base_t base,      // 注册的事件类型 MQTT WIFI...int32_t event_id, 			// 事件编号void *event_data			// 收到的数据
)

在该函数中，根据不同的触发事件类型和触发事件ID，添加不同的逻辑，将event_data转换为需要的数据类型，在对数据进行不同处理。

3.2.1 示例

void mqtt_event_handler(void *handler_args,esp_event_base_t base,      // 注册的事件类型 MQTT WIFI...int32_t event_id, void *event_data
){esp_mqtt_event_handle_t event = event_data;esp_mqtt_client_handle_t client = event->client;// switch (event->event_id) {switch ((esp_mqtt_event_id_t)event_id) {case MQTT_EVENT_CONNECTED:		// mqtt连接成功，订阅消息，好像放在这里订阅消息不太合适printf("MQTT connect ok\n");suscribed_topic(client);    // 订阅消息break;case MQTT_EVENT_DISCONNECTED:printf("MQTT distconnect \n");break;case MQTT_EVENT_SUBSCRIBED:     // 消息订阅成功printf("MQTT subscribed ok. msg_id = %d \n", event->msg_id);break;case MQTT_EVENT_UNSUBSCRIBED:printf("MQTT unsubscribed ok. msg_id = %d \n", event->msg_id);break;case MQTT_EVENT_PUBLISHED:printf("MQTT published ok. msg_id = %d \n", event->msg_id);break;case MQTT_EVENT_DATA:   // 接收订阅主题消息printf("TOPIC=%.*s\r\n", event->topic_len, event->topic);   /* %.*s 动态控制字符串输出长度  */printf("DATA=%.*s\r\n", event->data_len, event->data);receive_message_handler(event->topic, event->data);break;case MQTT_EVENT_ERROR:printf("MQTT_EVENT_ERROR \n");break;default:printf("other event id:%d \n",event->event_id);break;} 
}

设备上线后是否需要重新订阅主题取决于在配置结构体中的disable_clean_session参数设置。如果设备ID改变，则上线后一定需要重新订阅主题

3.4 接收到订阅消息处理函数

根据具体功能实现

发布主题在程序中还没有添加，后续补充

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编程日记 2025/7/18 23:25:11

养生指南：解锁健康生活新方式

一、饮食&#xff1a;精准搭配&#xff0c;科学滋养 饮食以 “少加工、多天然” 为核心。早餐选择希腊酸奶搭配蓝莓与一把混合坚果&#xff0c;富含蛋白质与抗氧化成分&#xff1b;午餐用藜麦饭搭配香煎龙利鱼和彩椒炒芦笋&#xff0c;营养全面且低脂&#xff1b;晚餐则是山药…...

编程日记 2025/7/15 4:25:49

Dolphinscheduler执行工作流失败，后台报duplicate key错误

背景 现场童鞋发来一张图如下 我很懵逼&#xff0c;不知道出了啥问题&#xff0c;在聊天工具上聊了10m还不知道啥&#xff0c;干脆就搞个腾讯会议&#xff08;在此感谢腾讯爸爸免费会议&#xff09;。哦&#xff0c;现场临时搭建了dolphinscheduler&#xff0c;然后导入工作流…...

编程日记 2025/7/15 8:21:10

【Vue】路由2——编程式路由导航、 两个新的生命周期钩子 以及 路由守卫、路由器的两种工作模式

目录 一、路由的push 与 replace切换 二、编程式路由导航 三、缓存路由组件 四、新增的两个生命周期钩子 五、路由守卫 5.1 前置路由守卫 5.2 后置路由守卫 5.3 独立路由守卫 5.4 组件内 路由守卫 六、路由器的两种工作模式 6.1 hash模式 6.2 history模式 6.3 V…...

编程日记 2025/7/18 19:12:32

VDC、SMC、MCU怎么协同工作的？

华为视频会议系统中&#xff0c;VDC&#xff08;终端控制&#xff09;、SMC&#xff08;会话管理&#xff09;、MCU&#xff08;媒体处理&#xff09; 通过分层协作实现端到端会议管理&#xff0c;其协同工作机制可总结为以下清晰架构&#xff1a; 1. 角色分工 组件核心职责类…...

编程日记 2025/7/16 22:21:09

ETL数据集成产品选型需要关注哪些方面？

ETL&#xff08;Extract&#xff0c;Transform&#xff0c;Load&#xff09;工具作为数据仓库和数据分析流程中的关键环节&#xff0c;其选型对于企业的数据战略实施有着深远的影响。谷云科技在 ETL 领域耕耘多年&#xff0c;通过自身产品的实践应用&#xff0c;对 ETL 产品选型…...

编程日记 2025/7/16 16:44:49

DriveGenVLM：基于视觉-语言模型的自动驾驶真实世界视频生成

《DriveGenVLM: Real-world Video Generation for Vision Language Model based Autonomous Driving》2024年8月发表&#xff0c;来自哥伦比亚大学的论文。 自动驾驶技术的进步需要越来越复杂的方法来理解和预测现实世界的场景。视觉语言模型&#xff08;VLM&#xff09;正在成…...

编程日记 2025/7/18 1:13:33

【达梦数据库】过程、函数、包头和包体详解零基础

目录 背景参考链接解释包头包体 背景 最近遇到关于包头和包体的问题&#xff0c;学习并记录 参考链接 参考链接: oracle的过程、函数、包头和包体详解零基础 解释 包头主要用于定义接口&#xff0c;包体主要用以实现包体中声明的存储过程、函数等。 包头 包体...

编程日记 2025/7/19 15:55:52

HarmonyOS开发样式布局

个人简介 &#x1f468;‍&#x1f4bb;‍个人主页&#xff1a; 魔术师 &#x1f4d6;学习方向&#xff1a; 主攻前端方向&#xff0c;正逐渐往全栈发展 &#x1f6b4;个人状态&#xff1a; 研发工程师&#xff0c;现效力于政务服务网事业 &#x1f1e8;&#x1f1f3;人生格言&…...

编程日记 2025/7/15 8:41:55

SpringCloud——EureKa

目录 1.前言 1.微服务拆分及远程调用 3.EureKa注册中心 远程调用的问题 eureka原理 搭建EureKaServer 服务注册 服务发现 1.前言 分布式架构&#xff1a;根据业务功能对系统进行拆分&#xff0c;每个业务模块作为独立项目开发&#xff0c;称为服务。 优点&#xff1a; 降…...

编程日记 2025/7/17 1:13:56

【力扣刷题】LeetCode763-划分字母区间

文章目录 1. LeetCode763_划分字母区间 1. LeetCode763_划分字母区间 题目链接&#x1f517; &#x1f427;解题思路&#xff1a; 区间合并 题目中这句话很关键“我们要把这个字符串划分为尽可能多的片段&#xff0c;同一字母最多出现在一个片段中。” 你这句话你可以理解为 把…...

编程日记 2025/7/21 4:06:05