บทเรียน 6.1 — MQTT และ MQTTs บนอุปกรณ์ Edge

เป้าหมาย

เมื่อจบบทเรียนนี้ คุณจะ

1. อธิบาย broker, client, topic, QoS และ retain และบอกความต่างของ MQTT กับ MQTTs (TLS, พอร์ต 1883 / 8883)
2. เรียงเส้นทางเชื่อมต่อของเฟิร์มแวร์ได้ถูกต้อง: join Wi-Fi ให้ CONNECTED ก่อน แล้วจึงสั่งเชื่อม MQTT และอ่านสถานะ
3. ออกแบบ topic และ payload JSON สำหรับ telemetry และคำสั่ง โดยไม่ฝังความลับในโค้ดหรือ repo

ก่อนเริ่ม

• ผ่าน บทเรียน 5.2 — แล็บ M05 มาแล้ว
• ใช้บอร์ดจริง: TESAIoT Dev Kit หรือ Eva Kit (KIT_PSE84_EVAL) พร้อมเครือข่าย Wi-Fi และ broker ของคุณเอง
• อย่า commit รหัสผ่าน Wi-Fi หรือ broker ลง Git

หมายเหตุสำคัญ (ตรวจสอบเมื่อ 26 ก.ย. 2026): โค้ด C ในบทนี้เรียก API ของเฟิร์มแวร์ TESAIoT Bitstream ที่ยังไม่เปิดซอร์ส ฟังก์ชันอย่าง cm55_trigger_connect, cm55_get_wifi_status, cm55_trigger_mqtt_connect, cm55_get_mqtt_status, cm33_mqtt_nvm_*, cm33_mqtt_stack_publish, bs_mqtt_telem_encode_json_* จึงยังไม่มี header ให้เปิดดูหรือ build เอง — อ่านเป็นแนวคิดและลำดับการเรียกใช้

ดูของจริงก่อน — MQTT ในหน้าเดียว

MQTT เป็นโปรโตคอล publish/subscribe บน TCP เหมาะกับ IoT ที่แบนด์วิดท์และพลังงานจำกัด

Key phrase: MQTTs ไม่ใช่โปรโตคอลคนละตัว — คือ MQTT ที่ห่อด้วย TLS

แนวคิด — MQTT อยู่ตรงไหนใน TESA Firmware

[Sensors / App on CM55] → cm55_trigger_mqtt_* / JSON encode → IPC to CM33
                                                                    │
                                    [Wi‑Fi + cy_mqtt_* stack on CM33] ──TCP/TLS──► Broker

MQTT จะไม่ขึ้นเองถ้า Wi‑Fi ยังไม่ CONNECTED — ต้อง join AP ก่อนทุกครั้ง

ตัวอย่างสมบูรณ์ — Wi‑Fi ก่อน แล้วค่อย MQTT

#include "cm55_ipc_app.h"

(void)cm55_trigger_connect("YOUR_SSID", "YOUR_WIFI_PASSWORD", 0U);

ipc_wifi_status_t st;
if (cm55_get_wifi_status(&st) && st.state == (uint8_t)IPC_WIFI_LINK_CONNECTED) {
    /* ready for MQTT */
}

#include "cm55_ipc_app.h"
#include "ipc_mqtt_types.h"

(void)cm55_trigger_mqtt_connect();

ipc_mqtt_status_t mqtt;
if (cm55_get_mqtt_status(&mqtt) && mqtt.state == 2U) { /* CONNECTED */ }

จาก README.md หัวข้อ 3–4 — ใช้ SSID/รหัสผ่านของเครือข่ายที่คุณใช้เอง อย่า commit ลง Git

แนวคิด — ตั้งค่า broker (ชี้ไปที่ใดก็ได้)

SDK ใช้คอนฟิกชุดเดียวชี้ไปยัง broker ใดก็ได้ — ไม่มี hostname "TESA cloud" แยกต่างหากในเฟิร์มแวร์

cfg.port = 1883U;   /* หรือ 8883 เมื่อใช้ TLS */
cfg.tls  = 0U;      /* 1 = MQTTs */
cfg.client_id_mode = CM33_MQTT_CLIENT_ID_MODE_AUTO_MAC;

ตัวอย่างสมบูรณ์ — Topic และ payload JSON

char topic[CM33_MQTT_TOPIC_MAX];
(void)cm33_mqtt_format_mac_topic(mac, CM33_MQTT_TOPIC_SUFFIX_SENSORS,
                                 topic, sizeof(topic));
/* → "bitstream/<MAC12>/sensors" */

เส้นทาง telemetry หลักใน SDK คือ JSON ข้อความ — ยังไม่มีเส้นทาง CBOR สำเร็จรูปในพาธ MQTT ปัจจุบัน

แนวคิด — QoS/retain ในสเปกเทียบกับพฤติกรรมจริง

if (cm33_mqtt_stack_is_connected()) {
    (void)cm33_mqtt_stack_publish("bitstream/AABBCCDDEEFF/sensors",
                                  "{\"hello\":1}", 11);
}

อธิบาย QoS/retain ให้ครบในทฤษฎี — แล้วฝึกตามพฤติกรรมจริงของเฟิร์มแวร์ตัวอย่าง

แนวคิด — ความปลอดภัย: TLS, Certificates, Authentication

แนวปฏิบัติ: ใช้ broker ที่เชื่อถือได้ หมุนรหัสผ่านในแล็บ แยกเครือข่ายแล็บออกจากเครือข่ายใช้งานจริง

ฝึกเติม/แล็บ

แล็บ: Wi-Fi, MQTT connect, publish และ subscribe

• Join Wi-Fi จนสถานะ CONNECTED
• ตั้งค่า broker (host/port/tls) แล้วสั่งเชื่อม MQTT และตรวจสถานะ
• Publish telemetry เป็น JSON อย่างน้อยหนึ่งค่า
• Subscribe topic คำสั่งแล้วสาธิตว่าอุปกรณ์ตอบสนองได้

เช็กความเข้าใจ

1. MQTTs ต่างจาก MQTT อย่างไรตามบทเรียน
2. สั่ง MQTT connect แล้วสถานะไม่ขึ้น CONNECTED ทั้งที่คอนฟิก broker ถูก สิ่งแรกที่ควรตรวจคืออะไร
3. เส้นทาง telemetry หลักในเฟิร์มแวร์ของบทเรียนใช้ payload และ QoS แบบใด

ไปต่อ

• MQTT = pub/sub; MQTTs = MQTT + TLS
• Wi‑Fi ก่อน MQTT เสมอ — สั่งจาก CM55 ด้วย cm55_trigger_mqtt_*; เซสชันจริงอยู่ CM33
• Topic แบบ bitstream/<MAC>/… + policy bits · Payload หลัก = JSON; telemetry publish เป็น QoS0 ในพาธปัจจุบัน
• ความปลอดภัย = TLS + CA + (optional) user/pass — ต่อไป โมดูล 7 BLE แล้ว โมดูล 8 Capstone

บทเรียนโมดูล 7 →

แหล่งที่มา

"บทเรียน 6.1 — MQTT และ MQTTs บนอุปกรณ์ Edge" จาก TESA Open Knowledge โดยสมาคมสมองกลฝังตัวไทย
(Thai Embedded Systems Association: TESA) https://github.com/tesaiot/tesa-qualification-program
สัญญาอนุญาต CC BY-NC 4.0

เนื้อหาต้นฉบับโดย ผศ.ดร.สันติ นุราช ภาควิชาวิศวกรรมระบบควบคุมและเครื่องมือวัด คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (KMUTT) (https://github.com/drsanti) ภายใต้การสนับสนุนของสมาคมสมองกลฝังตัวไทย (TESA)
นำเข้าจาก drsanti/TESAIoT-Courses — C1 (commit 287c218) ภายใต้สัญญาอนุญาต CC BY 4.0

ไม่มีภาพจากบุคคลที่สามในสไลด์ชุดนี้