物聯(lián)網(wǎng)(IoT)連接協(xié)議-MQTT

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物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備必須連接互聯(lián)網(wǎng)。通過連接到互聯(lián)網(wǎng)，設(shè)備就能相互協(xié)作，以及與后端服務協(xié)同工作。互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡協(xié)議是 TCP/IP。MQTT（消息隊列遙測傳輸） 是基于 TCP/IP 協(xié)議棧而構(gòu)建的，已成為 IoT 通信的標準。

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息隊列遙測傳輸）是IBM開發(fā)的一個即時通訊協(xié)議，它是一種輕量級的、基于代理的“發(fā)布/訂閱”模式的消息傳輸協(xié)議。其具有協(xié)議簡潔、小巧、可擴展性強、省流量、省電等優(yōu)點，而且已經(jīng)有PHP，JAVA，Python，C，C#，Go等多個語言版本，基本可以使用在任何平臺上，幾乎可以把所有聯(lián)網(wǎng)物品和外部連接起來，所以特別適合用來當做物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議。

相比HTTP協(xié)議不適合大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)應用，這是因為：

1. HTTP 是一種同步協(xié)議。客戶端需要等待服務器響應,依賴較高的網(wǎng)絡信號質(zhì)量。

2. HTTP 是單向的。客戶端必須發(fā)起連接。在 IoT 應用程序中，設(shè)備或傳感器通常是客戶端，這意味著它們無法被動地接收來自網(wǎng)絡的命令。

3. HTTP 是一種 1-1 協(xié)議。客戶端發(fā)出請求，服務器進行響應。將消息傳送到網(wǎng)絡上的所有設(shè)備上，不但很困難，而且成本很高，而這是 IoT 應用程序中的一種常見使用情況。

4. HTTP 是一種有許多標頭和規(guī)則的重量級協(xié)議。它不適合受限的網(wǎng)絡。

MQTT特點

MQTT協(xié)議是為大量計算能力有限，且工作在低帶寬、不可靠的網(wǎng)絡的遠程傳感器和控制設(shè)備通訊而設(shè)計的協(xié)議，它具有以下主要的幾項特性：

1.  使用發(fā)布/訂閱消息模式，一個發(fā)布者可以對應多個訂閱者，當發(fā)布者發(fā)生變化的時候，他可以將消息一一通知給所有的訂閱者。這種模式提供了更大的網(wǎng)絡擴展性和更動態(tài)的網(wǎng)絡拓撲。因為 MQTT 消息是按主題進行組織的，所以應用程序開發(fā)人員能靈活地指定某些客戶端只能與某些消息交互。

根據(jù) MQTT 的基礎(chǔ)了解后并結(jié)合簡單的架構(gòu)，在這里做一個簡單的示例圖，可以更直觀的理解MQTT協(xié)議的通信模型。MQTT Broker 就選擇 EMQ 作為示范。比如有1個溫度傳感器（1個Machine），1個移動設(shè)備，1個電腦，一個服務器（3個Machine)，都可以得到或者顯示溫度傳感器的溫度值，需要先通過 MQTT協(xié)議subscribe（訂閱）一個比如叫 temperature 的 topic（主題）如下圖:

圖中移動設(shè)備，服務器，電腦需要先通過 EMQ subscribe 一個叫 temperature 的 topic，當溫度傳感器 publish 溫度數(shù)據(jù)，三個設(shè)備就可以收到了。

2.對負載內(nèi)容屏蔽的消息傳輸；

3.使用 TCP/IP 提供網(wǎng)絡連接；

4.有三種消息發(fā)布服務質(zhì)量：

l "至多一次"，消息發(fā)布完全依賴底層TCP/IP網(wǎng)絡。會發(fā)生消息丟失或重復。這一級別可用于如下情況，環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)，丟失一次讀記錄無所謂，因為不久后還會有第二次發(fā)送。這一種方式主要普通APP的推送，倘若你的智能設(shè)備在消息推送時未聯(lián)網(wǎng)，推送過去沒收到，再次聯(lián)網(wǎng)也就收不到了。

l "至少一次"，確保消息到達，但消息重復可能會發(fā)生。這一級別可用于如下情況，你需要獲得每一條消息，并且消息重復發(fā)送對你的使用場景無影響。

l "只有一次"，確保消息到達一次。在一些要求比較嚴格的計費系統(tǒng)中，可以使用此級別。在計費系統(tǒng)中，消息重復或丟失會導致不正確的結(jié)果。這種最高質(zhì)量的消息發(fā)布服務還可以用于即時通訊類的APP的推送，確保用戶收到且只會收到一次。

5.小型傳輸，開銷很小（固定長度的頭部是 2 字節(jié)），協(xié)議交換最小化，以降低網(wǎng)絡流量。它有一個用來指定消息類型的簡單標頭，有一個基于文本的主題，還有一個任意的二進制有效負載。應用程序可對有效負載采用任何數(shù)據(jù)格式，比如 JSON、XML、加密二進制或 Base64，只要目標客戶端能夠解析該有效負載；

6.使用 Last Will 和 Testament 特性通知有關(guān)各方客戶端異常中斷的機制。

奇跡物聯(lián)作為專注eSIM 技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)公司，發(fā)布的AM20E,AM21E,AM400E等NB/LTE模組，支持包括MQTT協(xié)議在內(nèi)的多種通信協(xié)議，客戶借助eSIM模組，可將物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備部署在私有服務器上，也可在阿里云，OneNET等公有云平臺上部署，我公司提供豐富的產(chǎn)品開發(fā)資料和程序例程，幫助用戶實現(xiàn)項目快速落地。