โฮสต์เซิร์ฟเวอร์ MQTT บน Raspberry Pi

MQTT (การเข้าคิวข้อความการส่งข้อความทางไกล) เป็นโปรโตคอลการส่งข้อความที่มีน้ำหนักเบาที่ใช้กันทั่วไปในแอพพลิเคชั่น IoT (Internet of Things) สำหรับการสื่อสารที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพระหว่างอุปกรณ์ การโฮสต์เซิร์ฟเวอร์ MQTT บน Raspberry Pi ช่วยให้คุณสามารถสร้างศูนย์กลางการส่งข้อความท้องถิ่นสำหรับโครงการ IoT ของคุณ คู่มือนี้จะนำคุณผ่านการตั้งค่าและเรียกใช้เซิร์ฟเวอร์ MQTT บน Raspberry Pi

สิ่งที่คุณต้องการ

Raspberry Pi (รุ่นใด ๆ ที่มีการสนับสนุน GPIO เช่น PI 3, PI 4)
การ์ด microSD (อย่างน้อย 8GB, คลาส 10 หรือดีกว่า)
แหล่งจ่ายไฟ (5V, 2.5A ขั้นต่ำสำหรับ PI 3; 5V, 3A สำหรับ PI 4)
Raspberry Pi OS (เวอร์ชัน lite หรือเดสก์ท็อป)
การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต
ลูกค้า MQTT (เช่นเครื่องมือซอฟต์แวร์ ESP8266, ESP32 หรือ MQTT)

ขั้นตอนที่ 1: อัปเดต Raspberry Pi

ตรวจสอบให้แน่ใจว่า Raspberry Pi ของคุณทันสมัย:
```
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
```

ขั้นตอนที่ 2: ติดตั้ง Mosquitto MQTT Broker

Mosquitto เป็นนายหน้า MQTT ที่มีน้ำหนักเบาและใช้กันอย่างแพร่หลาย

ติดตั้ง Mosquitto และเครื่องมือไคลเอนต์:
```
sudo apt install -y mosquitto mosquitto-clients
```
เปิดใช้งาน Mosquitto เพื่อเริ่มต้นที่ Boot:
```
sudo systemctl enable mosquitto
```
เริ่มบริการ Mosquitto:
```
sudo systemctl start mosquitto
```

ขั้นตอนที่ 3: ทดสอบนายหน้า MQTT

เปิดหน้าต่างเทอร์มินัลหรือเซสชัน SSH สองครั้งไปยัง Raspberry Pi ของคุณ
ในเทอร์มินัลแรกสมัครรับหัวข้อทดสอบ:
```
mosquitto_sub -h localhost -t test/topic
```
ในเทอร์มินัลที่สองเผยแพร่ข้อความทดสอบ:
```
mosquitto_pub -h localhost -t test/topic -m "Hello, MQTT!"
```
คุณควรเห็นข้อความ "สวัสดี MQTT!" ในเทอร์มินัลแรก

ขั้นตอนที่ 4: กำหนดค่า mosquitto สำหรับการเชื่อมต่อภายนอก

เปิดไฟล์การกำหนดค่า Mosquitto:
```
sudo nano /etc/mosquitto/mosquitto.conf
```
เพิ่มบรรทัดต่อไปนี้เพื่ออนุญาตการเชื่อมต่อภายนอก:
```
listener 1883
allow_anonymous true
```
บันทึก: สำหรับสภาพแวดล้อมการผลิตให้ตั้งค่าการรับรองความถูกต้องของผู้ใช้แทนการอนุญาตให้เข้าถึงแบบไม่ระบุชื่อ
รีสตาร์ทบริการ Mosquitto เพื่อใช้การเปลี่ยนแปลง:
```
sudo systemctl restart mosquitto
```
ทดสอบการเชื่อมต่อจากอุปกรณ์อื่นในเครือข่ายเดียวกันโดยใช้เครื่องมือไคลเอนต์ MQTT (เช่น MQTT.FX หรือ MQTT Explorer)

ขั้นตอนที่ 5: รักษาความปลอดภัย MQTT Broker (ไม่บังคับ)

เปิดใช้งานการตรวจสอบรหัสผ่าน:
```
sudo mosquitto_passwd -c /etc/mosquitto/passwd <username>
```
- ป้อนและยืนยันรหัสผ่านสำหรับผู้ใช้
อัปเดตไฟล์การกำหนดค่า Mosquitto เพื่อใช้ไฟล์รหัสผ่าน:
```
allow_anonymous false
password_file /etc/mosquitto/passwd
```
รีสตาร์ทบริการ Mosquitto:
```
sudo systemctl restart mosquitto
```
ทดสอบการเชื่อมต่อโดยใช้ชื่อผู้ใช้และรหัสผ่าน

ขั้นตอนที่ 6: เชื่อมต่ออุปกรณ์ IoT กับนายหน้า MQTT

สำหรับ esp8266/esp32: ใช้ Arduino IDE เพื่อตั้งโปรแกรมอุปกรณ์ IoT ของคุณเพื่อเผยแพร่/สมัครรับหัวข้อใน Raspberry Pi MQTT Broker ของคุณ

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>

const char* ssid = "YourSSID";
const char* password = "YourPassword";
const char* mqtt_server = "<raspberry-pi-ip>";

WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);

void setup() {
  WiFi.begin(ssid, password);
  client.setServer(mqtt_server, 1883);
}

void loop() {
  if (!client.connected()) {
    client.connect("ESPClient");
  }
  client.loop();
  client.publish("test/topic", "Hello from ESP8266!");
  delay(1000);
}

สำหรับไคลเอนต์ซอฟต์แวร์: ใช้ mqtt.fx, mqtt explorer หรือ python กับ paho-mqtt ห้องสมุด.

import paho.mqtt.client as mqtt

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print("Connected with result code "+str(rc))
    client.subscribe("test/topic")

def on_message(client, userdata, msg):
    print(msg.topic+" "+str(msg.payload))

client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

client.connect("<raspberry-pi-ip>", 1883, 60)

client.loop_forever()

การแก้ไขปัญหา

ไม่สามารถเชื่อมต่อกับนายหน้า MQTT:
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่า Mosquitto กำลังทำงานอยู่: sudo systemctl status mosquitto
- ตรวจสอบการตั้งค่าไฟร์วอลล์บน Raspberry Pi ของคุณ
ข้อผิดพลาดการรับรองความถูกต้อง:
- ตรวจสอบชื่อผู้ใช้และรหัสผ่านในการกำหนดค่า Mosquitto และการตั้งค่าไคลเอนต์
ปฏิเสธการเชื่อมต่อ:
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์อยู่ในเครือข่ายเดียวกันกับ Raspberry Pi
- ตรวจสอบว่าพอร์ต 1883 เปิดอยู่

แอปพลิเคชันของ MQTT

การสื่อสารอุปกรณ์ IoT
ระบบอัตโนมัติในบ้าน
การสตรีมข้อมูลแบบเรียลไทม์
การตรวจสอบและควบคุมระยะไกล

บทสรุป

การโฮสต์เซิร์ฟเวอร์ MQTT บน Raspberry Pi เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการเปิดใช้งานการสื่อสารที่มีน้ำหนักเบาและเชื่อถือได้สำหรับโครงการ IoT ของคุณ โดยทำตามคำแนะนำนี้คุณสามารถตั้งค่าและรักษาความปลอดภัยของนายหน้า MECQUITTO MQTT เชื่อมต่ออุปกรณ์ IoT และเริ่มสร้างแอปพลิเคชันที่ทรงพลัง ทดลองกับการกำหนดค่าที่แตกต่างกันเพื่อสำรวจศักยภาพทั้งหมดของ MQTT!