物联网应用开发实战-基于MicroPython 习题及答案 第9章 MQTT原理与应用

一、单选题1.MQTT协议中主要的消息通信模型是：A.点对点B.广播C.发布/订阅D.多播【参考答案】：C2.MQTT协议构建于以下哪种协议之上？A.HTTPB.TCP/IPC.UDPD.CoAP【参考答案】：B3.MQTT协议中，负责中转和分发消息的核心组件是：A.客户端B.中继器C.网关D.代理服务器（Broker）【参考答案】：D4.MQTT中的主题（Topic）主要作用是：A.控制连接B.限制客户端C.分类和路由消息D.提供时间同步【参考答案】：C5.MQTT消息服务质量等级QoS=2表示：A.只传一次B.至少一次C.最多一次D.恰好一次【参考答案】：D6.客户端想断开与MQTT服务器的连接，应发送的报文是：A.STOPB.QUITC.DISCONNECTD.SHUTDOWN【参考答案】：C7.在MicroPython中使用MQTT协议发布消息的函数是：A.client.write()B.client.push()C.client.send()D.client.publish()【参考答案】：D8.MQTT协议中，订阅主题的控制报文是：A.CONNECTB.SUBSCRIBEC.PUBACKD.MSGSET【参考答案】：B9.通配符“+”在主题订阅中表示：A.精确匹配B.多个层级C.单个层级D.所有主题【参考答案】：C10.MQTT服务器推荐默认端口号为：A.21B.1883C.8080D.8888【参考答案】：B二、填空题（请在空格处填写正确内容）1.MQTT客户端首次连接服务器必须发送的报文类型是______。【参考答案】：CONNECT2.在MQTT中，______用于唯一标识一条消息的主题分类。【参考答案】：Topic3.MQTT协议中提供了三个QoS等级，分别是______。【参考答案】：0、1、24.通配符“#”表示匹配当前层级及______所有主题。【参考答案】：下层5.当客户端收到服务器消息时，将触发的函数通常被称为______函数。【参考答案】：回调6.MQTTX与通信猫软件都可以作为MQTT协议的______工具。【参考答案】：调试7.umqtt.simple库中用于设置消息回调的函数是______。【参考答案】：set_callback8.使用通信猫订阅主题成功后，客户端将接收来自服务器______的消息。【参考答案】：推送三、编程题1、通过mqtt订阅"/hzcu/msg"消息，将接收的消息信息在TFT屏幕上进行显示。importwifiimporttimeimportmachine,ubinasciifromumqtt.simpleimportMQTTClientfrommachineimportPin,SPI,Timerimportst7789pyasst7789fromromfontsimportvga1_16x32asfont#英文字体，放到romfonts文件夹下#SPI硬件定义sck_pin_number=12mosi_pin_number=11miso_pin_number=13rst_pin_number=8cs_pin_number=10dc_pin_number=9back_pin_number=21#定义SPI对象spi=SPI(1,baudrate=80000000,sck=Pin(sck_pin_number),mosi=Pin(mosi_pin_number),miso=Pin(miso_pin_number))tft=st7789.ST7789(spi,240,240,reset=Pin(rst_pin_number),cs=Pin(cs_pin_number),dc=Pin(dc_pin_number),backlight=Pin(back_pin_number),rotation=1)WIFI_NAME='WIFI名称'PASS_WORD='WIFI密码'TOPIC=b"/hzcu/msg"mqtt_server=''mqtt_port=18830CLIENT_ID=ubinascii.hexlify(machine.unique_id())#设备ID、唯一编号print(CLIENT_ID)#MQTT回调函数，用于接收服务器发送来的消息defMQTT_callback(topic,msg):print('topic:{}'.format(topic))print('msg:{}'.format(msg))s=msg.decode('utf-8')#byte转换成stringprint(s)tft.fill(st7789.BLACK)#清除屏幕tft.text(font,s,0,40,st7789.RED,st7789.BLACK)#定时检测消息defMQTT_Rev(tim):client.publish("/hzcu/keep","1")#保持与服务器的连接client.check_msg()ifwifi.WIFI_Connect(WIFI_NAME,PASS_WORD):client=MQTTClient(CLIENT_ID,mqtt_server,mqtt_port)client.set_callback(MQTT_callback)#设置回调函数client.connect()#连接到服务器client.subscribe(TOPIC)#订阅主题#开启定时器0，周期1s，调用MQTT_Rev函数tim=Timer(0)tim.init(period=1000,mode=Timer.PERIODIC,callback=MQTT_Rev)t.publish("/hzcu/keep","1")#保持与服务器的连接client.check_msg()#开启定时器0，周期1s，调用MQTT_Rev函数tim=Timer(0)tim.init(period=1000,mode=Timer.PERIODIC,callback=MQTT_Rev)2、通过mqtt订阅"/hzcu/led"消息，当发送“on”的时候，点亮LED，当发送“off”时候，熄灭LED。LED接在GPIO2引脚上。importwifiimporttimeimportmachine,ubinasciifromumqtt.simpleimpoimportwifiimporttimeimportmachine,ubinasciifromumqtt.simpleimportMQTTClientfrommachineimportPin,TimerWIFI_NAME='WIFI名称'PASS_WORD='WIFI密码'TOPIC=b"/hzcu/led"mqtt_server=''mqtt_port=18830CLIENT_ID=ubinascii.hexlify(machine.unique_id())#设备ID、唯一编号print(CLIENT_ID)led=Pin(2,Pin.OUT,Pin.PULL_UP)led.on()#MQTT回调函数，用于接收服务器发送来的消息defMQTT_callback(topic,msg):print('topic:{}'.format(topic))print('msg:{}'.format(msg))s=msg.decode('utf-8')#byte转换成stringprint(s)ifs=="on":led.off()elifs=="off":led.on()#定时检测消息defMQTT_Rev(tim):client.publish("/hzcu/keep","1")#保持与服务器的连接client.check_msg()ifwifi.WIFI_Connect(WIFI_NAME,PASS_WORD):client=MQTTClient(CLIENT_ID,mqtt_server,mqtt_port)client.set_callback(MQTT_callback)#设置回调函数client.connect()#连接到服务器client.subscribe(TOPIC)#订阅主题#开启定时器0，周期1s，调用MQTT_Rev函数tim=Timer(0)tim.init(period=1000,mode=Timer.PERIODIC,callback=MQTT_Rev)3、通过mqtt订阅"/hzcu/pwm"消息，根据消息发送的内容（0-1023之间的数值），对LED（接在GPIO3引脚上）进行PWM调光控制。importwifiimporttimeimportmachine,ubinasciifromumqtt.simpleimportMQTTClientfrommachineimportPin,PWM,TimerWIFI_NAME='5A610-2.4G'PASS_WORD='5A610hzcu'TOPIC=b"/hzcu/pwm"mqtt_server=''mqtt_port=18830CLIENT_ID=ubinascii.hexlify(machine.unique_id())#设备ID、唯一编号pwm2=PWM(Pin(03),freq=1000)pwm2.duty(1023)#MQTT回调函数，用于接收服务器发送来的消息defMQTT_callback(topic,msg):print('topic:{}'.format(topic))print('msg:{}'.format(msg))s=msg.decode('utf-8')#byte转换成stringpwmduty=int(s);ifpwmduty>1023:pwmduty=1023elifpwmduty<0:pwmduty=0print(pwmduty)pwm2.duty(pwmduty)#定时检测消息defMQTT_Rev(tim):client.publish("/hzcu/keep","1")client.check_msg()ifwifi.WIFI_Connect(WIFI_NAME,PASS_WORD):client=MQTTClient