【技术分享】以利尔达MB960/860模组为例，教你快速接入MQTT协议（上）

 

LIERDA

随着 5G 时代的来临，万物互联的伟大构想正在成为现实。2021年全球智能物联网处于爆发式增长通道，设备数量超过250亿台。海量的设备接入和设备管理对网络带宽、通信协议以及平台服务架构都带来了很大挑战。
 

物联网通信协议作为联通物与物的桥梁，在整个架构中起着关键作用。本文将以利尔达MB960/860模组为例，介绍如何接入云平台MQTT协议搭建系统，帮助大家快速上手。

 

 

 

MQTT介绍

MQTT是一种基于发布/订阅模式实现一对多通信的协议。它可为深度嵌入式设备提供物联网的规模和连接性，凭借简单易实现、支持 QoS、报文小等特点，占据了物联网协议的半壁江山
 

MQTT由3种身份构成，分别是中介代理(broker)、发布者(publisher)和订阅者(subscriber)。消息的发布者和订阅者是客户端，中介代理是服务器，消息的发布者同时可以是订阅者。

作为一种轻量级的二进制协议，MQTT协议与传统HTTP相比具有一个明显的优势：数据包开销较小，数据包开销小就意味着更容易进行网络传输。还有一个优势就是MQTT在客户端容易实现，且具易用性，非常适合在蜂窝物联网等资源有限的设备实现。

 

MQTT 重要概念

1、MQTT client
当我们讨论关于客户端的概念时，一般指的就是MQTT Client，包含publisher和subscriber。之所以有发布者和订阅者这个概念，其实是一种相对的概念，就是指当前客户端是在发布消息还是在接收消息，发布和订阅的功能也可以由同一个 MQTT Client 实现。

MQTT 客户端是指运行 MQTT 库并通过网络连接到 MQTT broker 的任何设备，这些设备可以从微控制器到成熟的服务器。基本上任何使用 TCP/IP 协议使用 MQTT 设备的都可以称之为MQTT Client。MQTT 协议的客户端实现非常简单直接。易于实施是MQTT非常适合小型设备的原因之一。MQTT客户端库可用于多种编程语言，例如Android、Arduino、C、C++、C#、Go、iOS、Java、JavaScript 和 .NET。

2、MQTT broker
与 MQTT client 对应的就是 MQTT broker，broker 是任何发布/订阅机构的核心，根据实现的不同，代理可以处理多达数百万连接的 MQTT client。

broker 负责接收所有消息，过滤消息，确定是哪个 client 订阅了每条消息，并将消息发送给对应的 client，broker 还负责保存会话数据，这些数据包括订阅的和错过的消息。broker 还负责客户端的身份验证和授权。

3、MQTT Connection
MQTT 是基于 TCP/IP 协议基础之上的，所以 MQTT 的 client 和 broker 都需要 TCP/IP 协议的支持。

MQTT的连接总是在client和broker之间进行，client和 client之间并不会相互连接。如果要发起连接的话，那么 client就会向broker发起CONNECT消息，代理会使用 CONNACK消息和状态码进行响应。一旦client和 broker的连接建立后，broker就会使客户端的连接一直处于打开状态，直到client发出断开命令或者连接中断。

 

 

MQTT基于主题(Topic)消息路由

1、主题(Topic)

MQTT协议基于主题(Topic)进行消息路由，主题(Topic)类似URL路径，例如：
　　chat/room/1
　　sensor/10/temperature
　　sensor/+/temperature
　　$SYS/broker/metrics/packets/received
　　$SYS/broker/metrics/#
　　主题(Topic)通过’/’分割层级，支持’+’, ‘#’通配符:
　　'+': 表示通配一个层级，例如a/+，匹配a/x, a/y
　　'#': 表示通配多个层级，例如a/#，匹配a/x, a/b/c/d
　　订阅者与发布者之间通过主题路由消息进行通信，例如采用mosquitto命令行发布订阅消息:
　　mosquitto_sub -t a/b/+ -q 1
　　mosquitto_pub -t a/b/c -m hello -q 1
　　注解：
　　订阅者可以订阅含通配符主题，但发布者不允许向含通配符主题发布消息。

2、MQTT消息QoS

MQTT发布消息QoS保证不是端到端的，是客户端与服务器之间的。订阅者收到MQTT消息的QoS级别，最终取决于发布消息的QoS和主题订阅的QoS。
 

 

发布消息的QoS	主题订阅的QoS	接收消息的QoS
0	0	0
0	1	0
0	2	0
1	0	0
1	1	1
1	2	1
2	0	0
2	1	1
2	2	2

 

Qos0消息发布订阅

 

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