MQTT协议,终于有人讲清楚了 |
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6步!教你写一个mqtt调试助手_GREYWALL-CSDN博客点击上方“小麦大叔”,选择“置顶/星标公众号”福利干货,第一时间送达大家好,我是小麦,之前写过一篇MQTT的文章,里面用来测试的mqtt client程序是自己编译的。可以参考上一篇文章《...https://great.blog.csdn.net/article/details/120898177快速搭建MQTT测试环境,手把手详细教程_小麦大叔的博客-CSDN博客如何快速搭建一个MQTT协议的测试环境,这里要合理地使用现有的工具,其实很简单,下面我们开始介绍。https://great.blog.csdn.net/article/details/132145926 加入千人技术交流群https://t.1yb.co/FOLAhttps://t.1yb.co/FOLA 大家好,我是小麦,最近做了一个物联网的项目,顺便总结一下MQTT协议。大家都知道,MQTT协议在物联网中很常用,如果你对此还不是很了解,相信这篇文章可以带你入门。 mqtt协议 1 MQTT协议特点 发布和订阅 QoS(Quality of Service levels) 2 MQTT 数据包结构 2.1 MQTT固定头 2.2 MQTT可变头 / Variable header 2.3 Payload消息体 3 环境搭建 3.1 MQTT服务器搭建 3.2 MQTT Client 4 总结 mqtt协议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”通讯协议,该协议构建于TCP/IP协议上,由IBM在1999年发布。 MQTT最大优点在于,用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。 1 MQTT协议特点MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。 MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的,这些特点使它适用范围非常广泛。在很多情况下,包括受限的环境中,如:机器与机器(M2M)通信和物联网(IoT)。 其在,通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用。 MQTT协议当前版本为,2014年发布的MQTT v3.1.1。除标准版外,还有一个简化版MQTT-SN,该协议主要针对嵌入式设备,这些设备一般工作于TCP/IP网络,如:ZigBee。 MQTT 与 HTTP 一样,MQTT 运行在传输控制协议/互联网协议 (TCP/IP) 堆栈之上。 MQTT OSI 发布和订阅MQTT使用的发布/订阅消息模式,它提供了一对多的消息分发机制,从而实现与应用程序的解耦。 这是一种消息传递模式,消息不是直接从发送器发送到接收器(即点对点),而是由MQTT server(或称为 MQTT Broker)分发的。 MQTT 服务器是发布-订阅架构的核心。 它可以非常简单地在Raspberry Pi或NAS等单板计算机上实现,当然也可以在大型机或 Internet 服务器上实现。 服务器分发消息,因此必须是发布者,但绝不是订阅者! 客户端可以发布消息(发送方)、订阅消息(接收方)或两者兼而有之。 客户端(也称为节点)是一种智能设备,如微控制器或具有 TCP/IP 堆栈和实现 MQTT 协议的软件的计算机。 消息在允许过滤的主题下发布。主题是分层划分的 UTF-8 字符串。不同的主题级别用斜杠/作为分隔符号。 我们来看看下面的设置。 光伏发电站是发布者(Publisher)。 主要主题(Topic)级别是"PV",这个工厂发布两个子级别"sunshine"和"data"; "PV/sunshine"是一个布尔值(true/false,也可以是 1/0),充电站需要它来知道是否应该装载电动汽车(仅在阳光普照时 :))。 充电站(EVSE)是订阅者,订阅"PV/sunshine"从服务器获取信息。 "PV/data" 另一方面,以 kW 为单位传输工厂产生的瞬时功率,并且该主题可以例如通过计算机或平板电脑订阅,以生成一天内传输功率的图表。 这就是一个简单的MQTT的应用场景,具体如下图所示; MQTT 发布和订阅 QoS(Quality of Service levels)服务质量是 MQTT 的一个重要特性。当我们使用 TCP/IP 时,连接已经在一定程度上受到保护。但是在无线网络中,中断和干扰很频繁,MQTT 在这里帮助避免信息丢失及其服务质量水平。这些级别在发布时使用。如果客户端发布到 MQTT 服务器,则客户端将是发送者,MQTT 服务器将是接收者。当MQTT服务器向客户端发布消息时,服务器是发送者,客户端是接收者。 QoS 0 这一级别会发生消息丢失或重复,消息发布依赖于底层TCP/IP网络。即: 0)、PUBACK、PUBREC、PUBREL、PUBCOMP、 SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE、UNSUBACK 2.3 Payload消息体Payload消息体是MQTT数据包的第三部分,CONNECT、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE四种类型的消息 有消息体: CONNECT,消息体内容主要是:客户端的ClientID、订阅的Topic、Message以及用户名和密码 SUBSCRIBE,消息体内容是一系列的要订阅的主题以及QoS。 SUBACK,消息体内容是服务器对于SUBSCRIBE所申请的主题及QoS进行确认和回复。 UNSUBSCRIBE,消息体内容是要订阅的主题。 3 环境搭建介绍完基础理论部分,下面在Windows平台上搭建一个简单的MQTT应用,进行简单的应用,整体架构如下图所示; 3.1 MQTT服务器搭建目前MQTT代理的主流平台有下面几个: Mosquitto:https://mosquitto.org/ VerneMQ:https://vernemq.com/ EMQTT:http://emqtt.io/ 本文将使用 Mosquitoo 进行测试,进入到安装页面,下载自己电脑的系统所适配的程序; 下载页面安装成功之后,进入到安装路径下,找到mosquitto.exe; 按住Shift,右键鼠标点击空白处,然后打开Powershell,正常打开一个终端软件即可; 输入./mosquitto.exe -h 可以查看相应的帮助; 输入./mosquitto.exe -p 10086,就开启了MQTT服务,监听的地址是127.0.0.1,端口是10086; 具体如下图所示; 3.2 MQTT Client服务器搭建好了,下面就是开启客户端,进行发布和订阅,这样就可以传输相应的消息。 这里我使用的是自己编译了一个QT mqtt client 程序,是基于Qt的官方库进行编译的,下面打开这个软件,下一期简单介绍一下如何完成这个客户端,并设置好相应参数: 地址:127.0.0.1 端口:10086 然后订阅主题,就可以互相发送数据了,具体如下图所示; 结合前面的图片来看,整体的架构如下所示; 4 总结本文简单介绍了MQTT协议的工作原理,以及相应的协议格式,简单介绍了协议的一些细节,具体举出了相应的应用场景,作者水平和能力有限,文中难免存在错误和纰漏,请大佬不吝赐教。 本期就到此结束了,我是小麦,我们下期再见。 —— The End —— 推荐好文 RingBuff在多核通讯之间的妙用 STM32使用DMA发送串口数据 BLDC驱动入门最简教程 Sourcetail 一款代码编辑神器,让看源码如丝般顺滑 原创不易,欢迎转发、留言、点赞、分享给你的朋友,感谢您的支持! 长按识别二维码关注我 你点的每个好看,我都认真当成了喜欢 |
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