使用MQTT.JS创建一个网页版的MQTT客户端

一、MQTT.JS介绍

MQTT.js 是一个开源的 MQTT 协议的客户端库，使用 JavaScript 编写，主要用于 Node.js 和浏览器环境中。是JavaScript 环境下的 MQTT 客户端库。可以用于微信小程序、支付宝小程序等定制浏览器环境。

我们可以直接在HTML文件中进行调用:

<script src="https://unpkg.com/mqtt/dist/mqtt.min.js"></script>

也可以下载该文件，和HTML文件放在同一目录来进行调用:

<script src=" ./mqtt.min.js"></script>

二、网页界面设计

调用库文件后，我们需要在html中生成一些文本框，来填写一些连接服务器所需要的信息，如服务器地址，服务器端口，服务器路径，clientID,用户名，用户密码，这里在文本框中加入了默认的一些信息，如果自已有更方便测试的服务器，可以自行修改:

      服务器地址:
      <input type="text" id="host" value="ws://broker.emqx.io">
      服务器端口:
      <input type="text" id="port" value="8083">
      服务器路径:
      <input type="text" id="path" value="/mqtt">
      客  户  端  ID:
      <input type="text" id="clientID" value="">
	  用   户   名:
      <input type="text" id="user" value="test">
	  密        码:
      <input type="text" id="password" value="123">

接下来我们需要要两个按钮，用来实现连接和断开服务器功能，当按下按钮时，分别调用connectMQTT()函数和connectEND()函数:

    <button id="connectBtn" onclick="connectMQTT()">连接</button>
	<button id="disconnectBtn" disabled="disabled" onclick="connectEND()">已断开</button>

接下来，我们需要一个文本框来填写订阅的主题名称，以及一个按钮来确定订阅内容:

  <body>
	<h2>MQTT订阅</h2>
	主题:
      <input type="text" id="subtopic" value="test">
	<button onclick="subscribe_topic()">订阅</button>
  </body>

我们还需要两个文本框来填写发送的主题名称和发送的消息内容，以及一个按钮来确定发送消息:

  <body>
    <h2>MQTT消息发送</h2>
      主题:
      <input type="text" id="topic" value="test">
      消息:
      <input type="text" id="message" value="test">
	  <button onclick="sendMessage()">发送</button>
  </body>

最后，我们需要一个文本框来显示各种信息，该文本框使用<textarea>元素，该元素为一个多行的文本输入控件，在文本输入域中可以输入任意长度的文本:

  <body>
	<h1>消息框</h1>
	    <textarea id="messageTextArea" style="resize:none;" cols="80" rows="20"></textarea><br/>
  </body>

以上，界面的设计已经完成。下面我们介绍一下需要用到的MQTT.JS的API

三、MQTT.JS常用API

mqtt.connect([url], options)
连接url和选项所指定的代理，并返回客户端对象。

URL 可以是以下协议："mqtt"、"mqtts"、"tcp"、"tls"、"ws"、"wss"、"wxs"、"alis"。URL 也可以是 URL.parse() 返回的对象，在这种情况下，两个对象会合并，也就是说，可以传递一个同时包含URL和连接选项的对象。

也可以指定一个服务器选项，内容为[{ host: 'localhost', port: 1883 }, ... ]，在这种情况下，每次连接都会遍历该数组。

client.on('connect',function)
为指定事件注册一个监听器，接受一个字符串 event 和一个回调函数。
参数1:
    connect    -成功连接或重连后触发
    reconnect    -开始一个重新连接时触发
    close    -断开连接时触发
    disconnect    -从服务器接收到断开命令的数据包时触发
    offline    -客户端离线时触发
    error    -当客户端无法连接或出现解析错误时触发
    end    -调用Client.end()时触发。如果向Client.end() 传递了回调，则回调返回后会触发该事件
    message    -客户端收到发布数据包时触发
    packetsend    -客户端发送任何数据包时触发。包括published()数据包以及MQTT用于管理订阅和连接的数据包
    packetreceive    -客户端收到任何数据包时触发。包括来自订阅主题的数据包，以及MQTT用于管理订阅和连接的数据包

参数2：
    回调函数

Client.publish(topic, message, [options], [callback])
发布消息
参数：
    topic        -主题
    message      -消息内容
    [options]    -发布选项
    [callback]   -回调函数

Client.subscribe(topic/topic array/topic object, [options], [callback])
参数：
    topic/topic array/topic object    -要订阅的字符串主题或主题数组。也可以是一个对象，对象键是主题名称，值是 QoS，如 {'test1': {qos: 0}, 'test2': {qos: 1}}. 支持MQTT主题通配符（"+"表示单层级，"#"表示多层级）
    [options]                         -是订阅的选项
    [callback]                        -回调函数

Client.end([force], [options], [callback])
参数：
    [force]        -将其设为true将立即关闭客户端，而无需等待接收到飞行中的消息。该参数为可选参数。
    [options]      -断开连接选项
    [callback]     -回调函数

这里介绍一些常用的API，如果想了解详细的API说明，可以到官方地址:https://github.com/mqttjs/MQTT.js

四、函数设计

我们需要以下几个函数来完整地实现一个MQTT客户端功能:

1、连接服务器函数

该函数从网页的文本框中获取连接服务器所需的信息，如服务器地址，服务器端口，服务器路径，clientID,用户名，用户密码，通过以上信息用mqtt.connect()函数连接服务器，连接成功后，

触发client.on('connect',function)所指向的回调函数

/* 连接服务器 */
	function connectMQTT(){
		var host = document.getElementById("host").value;			//服务器地址
        var port = document.getElementById("port").value;			//服务器端口
		var path = document.getElementById("path").value;			//服务器路径
		var clientID = document.getElementById("clientID").value;	//clientID
		var user = document.getElementById("user").value;			//用户名
		var password = document.getElementById("password").value;	//用户密码
		var url = host+':'+port+path;								//URL地址
		console.log(url);											//后台输入URL地址
		var options = {												//创建一个参数对象
			clientID:clientID,										//clientID
			username:user,											//用户名
			password:password										//用户密码
		};
		client = mqtt.connect(url,options);							//连接服务器
		console.log(client);
		console.log(client.connected);
		client.stream.on('error', function(err) {					//连接错误时触发
			console.error('Connection error:'+err);
			console.log('连接失败');
			client.end();											//关闭客户端对象
		})
		client.on('connect',function(packet){													//连接服务器后触发
			document.getElementById("connectBtn").setAttribute("disabled","disabled");			//连接按钮不可用
			document.getElementById("connectBtn").innerHTML = "已连接";							//连接按钮显示为已连接
			document.getElementById("disconnectBtn").removeAttribute("disabled","disabled");	//断开按钮设为可用
			document.getElementById("disconnectBtn").innerHTML = "断开";						//断开按钮显示为断开
			client.on('message', message_str)													//定义接收消息后触发回调函数
			var messageTextArea = document.getElementById("messageTextArea");					//textarea添加文本
			messageTextArea.value += "已连接\n"													//textarea添加文本
			console.log("已连接");																//后台输出已连接
		})
	}

2、断开消息函数

该函数利用client.end()关闭client对象

/* 断开连接服务器 */
	function connectEND(){
		if(client && client.connected){
			client.end();
			console.log("已断开连接");
			document.getElementById("connectBtn").removeAttribute("disabled","disabled");		//连接按钮设为可用
			document.getElementById("connectBtn").innerHTML = "连接";							//连接按钮显示为连接
			document.getElementById("disconnectBtn").setAttribute("disabled","disabled");		//断开按钮设为不可用
			document.getElementById("disconnectBtn").innerHTML = "已断开";						//断开按钮显示已断开
			var messageTextArea = document.getElementById("messageTextArea");					//textarea添加文本
			messageTextArea.value += "已断开\n"													//textarea添加文本
		}else{
			console.log("未连接");
		}
	}

3、发布消息函数

该函数使用client.publish()发送消息。

/* 发送消息 */
    function sendMessage() {
	    var topic = document.getElementById("topic").value;			//获取主题
        var message = document.getElementById("message").value;		//获取消息文本
		//console.log(topic);
		if(client && client.connected){
			client.publish(topic, message);							//发送消息
			console.log("已发送");
		}else{
			console.log("未连接");
		}
    }

4、订阅主题函数

该函数使用client.subscribe()来订阅一个主题。

/* 订阅主题 */
	function subscribe_topic(){
	    var topic = document.getElementById("subtopic").value;				//获取主题
        client.subscribe(topic);											//定阅主题
		var messageTextArea = document.getElementById("messageTextArea");	//获取textarea元素
		messageTextArea.value += "已定阅"+topic+"\n";						//textarea添加文本
		console.log("已订阅:"+topic);
	}

5、接收消息函数

该函数由"连接服务器函数"中的client.on('message', message_str)事件触发，当该事件触发时，调用该函数

/* 接收消息函数 */
	function message_str(topic,message){													//监听消息函数
		console.log("收到来自主题:"+topic+"的消息:"+message.toString());
		var messageTextArea = document.getElementById("messageTextArea");					//获取textarea元素
		messageTextArea.value += "收到来自主题:"+topic+"的消息:"+message.toString()+"\n"; 	//将新的文本追加到 value
	}

五、完整代码

保存为index.html

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
	<!-- 可选在线mqtt.min.js文件与本地mqtt.min.js文件 -->
    <!-- <script src=" https://unpkg.com/mqtt@5.3.4/dist/mqtt.min.js"></script> -->
	<script src=" ./mqtt.min.js"></script>

  </head>
  <body>
    <h2>MQTT服务器设置</h2>
    <form>
      服务器地址:
      <input type="text" id="host" value="ws://broker.emqx.io">
      服务器端口:
      <input type="text" id="port" value="8083"> </br>
      服务器路径:
      <input type="text" id="path" value="/mqtt">
      客  户  端  ID:
      <input type="text" id="clientID" value=""> </br>
	  用   户   名:
      <input type="text" id="user" value="test">
	  密        码:
      <input type="text" id="password" value="123"> </br>
    </form>
    <button id="connectBtn" onclick="connectMQTT()">连接</button>
	<button id="disconnectBtn" disabled="disabled" onclick="connectEND()">已断开</button>
  </body>
  <body>
	<h2>MQTT订阅</h2>
	主题:
      <input type="text" id="subtopic" value="test">
	<button onclick="subscribe_topic()">订阅</button>

  </body>
  <body>
    <h2>MQTT消息发送</h2>
      主题:
      <input type="text" id="topic" value="test">
      消息:
      <input type="text" id="message" value="test">
	  <button onclick="sendMessage()">发送</button>
  </body>
  <body>
	<h1>消息框</h1>
	    <textarea id="messageTextArea" style="resize:none;" cols="80" rows="20"></textarea><br/>
  </body>
  <script>
  
	document.getElementById("clientID").setAttribute("value",randomID()); 	//生成随机clientID
	var client;																//创建一个客户端对象
/* 连接服务器 */
	function connectMQTT(){
		var host = document.getElementById("host").value;			//服务器地址
        var port = document.getElementById("port").value;			//服务器端口
		var path = document.getElementById("path").value;			//服务器路径
		var clientID = document.getElementById("clientID").value;	//clientID
		var user = document.getElementById("user").value;			//用户名
		var password = document.getElementById("password").value;	//用户密码
		var url = host+':'+port+path;								//URL地址
		console.log(url);											//后台输入URL地址
		var options = {												//创建一个参数对象
			clientID:clientID,										//clientID
			username:user,											//用户名
			password:password										//用户密码
		};
		client = mqtt.connect(url,options);							//连接服务器
		console.log(client);
		console.log(client.connected);
		client.stream.on('error', function(err) {					//连接错误时触发
			console.error('Connection error:'+err);
			console.log('连接失败');
			client.end();											//关闭客户端对象
		})
		client.on('connect',function(packet){													//连接服务器后触发
			document.getElementById("connectBtn").setAttribute("disabled","disabled");			//连接按钮不可用
			document.getElementById("connectBtn").innerHTML = "已连接";							//连接按钮显示为已连接
			document.getElementById("disconnectBtn").removeAttribute("disabled","disabled");	//断开按钮设为可用
			document.getElementById("disconnectBtn").innerHTML = "断开";						//断开按钮显示为断开
			client.on('message', message_str)													//定义接收消息后触发回调函数
			var messageTextArea = document.getElementById("messageTextArea");					//textarea添加文本
			messageTextArea.value += "已连接\n"													//textarea添加文本
			console.log("已连接");																//后台输出已连接
		})
	}

/* 断开连接服务器 */
	function connectEND(){
		if(client && client.connected){
			client.end();
			console.log("已断开连接");
			document.getElementById("connectBtn").removeAttribute("disabled","disabled");		//连接按钮设为可用
			document.getElementById("connectBtn").innerHTML = "连接";							//连接按钮显示为连接
			document.getElementById("disconnectBtn").setAttribute("disabled","disabled");		//断开按钮设为不可用
			document.getElementById("disconnectBtn").innerHTML = "已断开";						//断开按钮显示已断开
			var messageTextArea = document.getElementById("messageTextArea");					//textarea添加文本
			messageTextArea.value += "已断开\n"													//textarea添加文本
		}else{
			console.log("未连接");
		}
	}

/* 发送消息 */
    function sendMessage() {
	    var topic = document.getElementById("topic").value;			//获取主题
        var message = document.getElementById("message").value;		//获取消息文本
		if(client && client.connected){
			client.publish(topic, message);							//发送消息
			console.log("已发送");
		}else{
			console.log("未连接");
		}
    }

/* 订阅主题 */
	function subscribe_topic(){
	    var topic = document.getElementById("subtopic").value;				//获取主题
        client.subscribe(topic);											//定阅主题
		var messageTextArea = document.getElementById("messageTextArea");	//获取textarea元素
		messageTextArea.value += "已定阅"+topic+"\n";						//textarea添加文本
		console.log("已订阅:"+topic);
	}


/* 接收消息函数 */
	function message_str(topic,message){													//监听消息函数
		console.log("收到来自主题:"+topic+"的消息:"+message.toString());
		var messageTextArea = document.getElementById("messageTextArea");					//获取textarea元素
		messageTextArea.value += "收到来自主题:"+topic+"的消息:"+message.toString()+"\n"; 	//将新的文本追加到 value
	}

/* 生成随机clientID */
	function randomID(){
		return 'clientID_' + Math.random().toString(16).substr(2, 8)
	}

  </script>
</html>