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[嵌入式]了解MQTT,物联网开发必须要了解的协议之一

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输协议),是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的轻量级协议,该协议构建于TCP/IP协议之上,MQTT最大优点在于,可以以极少的代码和有限的带宽,为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议,使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。在接下来的时间,针对在C#和Arduino方面的一些应用逐个分项心得,共同学习。

其实,发布者和订阅者都是客户端,身份是一样的。服务器就是Broker,我常用的是开源EMQ-x

特点

1)MQTT更加简单
MQTT是一种消息队列协议,使用发布/订阅消息模式,提供一对多的消息发布,解除应用程序耦合,相对于其他协议,开发更简单;

2)MQTT网络更加稳定
工作在TCP/IP协议上;由TCP/IP协议提供稳定的网络连接;

3)轻量级
小型传输,开销很小,协议交换最小化,以降低网络流量;适合低带宽,数据量较小的应用;

4)易于实现
MQTT协议的服务端程序已经非常成熟,PHP,JAVA,Python,C,C#等系统语言都可以来向MQTT发送相关消息;

5)开放性
源代码开放,都可以用,也进一步推动了MQTT的发展,百度云、阿里云、中国移动onenet等几乎所有的开放性物联网平台都支持MQTT;

特性

MQTT协议工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议,它具有以下主要的几项特性:
  (1)使用发布/订阅消息模式,提供一对多的消息发布,解除应用程序耦合。
  (2)对负载内容屏蔽的消息传输。
  (3)使用TCP/IP提供网络连接。
  主流的MQTT是基于TCP连接进行数据推送的,但是同样有基于UDP的版本,叫做MQTT-SN。这两种版本由于基于不同的连接方式,优缺点自然也就各有不同了。
  (4)有三种消息发布服务质量(Qos):
  “至多一次”,消息发布完全依赖底层TCP/IP网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况,环境传感器数据,丢失一次读记录无所谓,因为不久后还会有第二次发送。这一种方式主要普通APP的推送,倘若你的智能设备在消息推送时未联网,推送过去没收到,再次联网也就收不到了。
  “至少一次”,确保消息到达,但消息重复可能会发生。
  “只有一次”,确保消息到达一次。在一些要求比较严格的计费系统中,可以使用此级别。在计费系统中,消息重复或丢失会导致不正确的结果。这种最高质量的消息发布服务还可以用于即时通讯类的APP的推送,确保用户收到且只会收到一次。 
  (5)小型传输,开销很小(固定长度的头部是2字节),协议交换最小化,以降低网络流量。
  这就是为什么在介绍里说它非常适合“在物联网领域,传感器与服务器的通信,信息的收集”,要知道嵌入式设备的运算能力和带宽都相对薄弱,使用这种协议来传递消息再适合不过了。

?实现方式

?? ? ? ?实现MQTT协议需要客户端和服务器端通讯完成,在通讯过程中,MQTT协议中有三种身份:发布者(Publish)、代理(Broker)(服务器)、订阅者(Subscribe)。其中,消息的发布者和订阅者都是客户端,消息代理是服务器,消息发布者可以同时是订阅者。
MQTT传输的消息分为:主题(Topic)和负载(payload)两部分:
(1)Topic,可以理解为消息的类型,订阅者订阅(Subscribe)后,就会收到该主题的消息内容(payload);
(2)payload,可以理解为消息的内容,是指订阅者具体要使用的内容。

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加:2022-05-06 11:11:22  更:2022-05-06 11:11:53 
 
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