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。
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:
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,
3.1 mqtt服务器搭建
目前mqtt代理的主流平台有下面几个:
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;
unsubscribe,消息体内容是要订阅的主题。
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。
subscribe,消息体内容是一系列的要订阅的主题以及qos。
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
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 -p 10086,就开启了mqtt服务,监听的地址是127.0.0.1,端口是10086;
输入./mosquitto.exe -h 可以查看相应的帮助;
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:
然后订阅主题,就可以互相发送数据了,具体如下图所示;
端口:10086
地址:127.0.0.1
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。
赛灵思推出Spartan-6 FPGA工业影像目标设计平台
基于电磁兼容技术的多层PCB布线设计
检查直流电机碳刷的注意事项有哪些?
直流变换器斩波电路
LCD液晶显示屏的基本构造及成像原理
在Windows平台上搭建一个简单的MQTT协议应用
thumb指令集是什么_thumb指令集与arm指令集的区别
阿里IoT Connect Kit只是那只名叫琪娜的猫?
解析农用无人机的发展前景与挑战
140种Python标准库、第三方库和外部工具都有了
Linux内核模块加载过程解析(2)
电源线结构名称
透视笔记本键盘原理(故障自己DIY )
如何搭配室内全彩屏规格才是性价比之选?
天地一体化网络迎来发展新机遇,应对预定式全覆盖组网挑战
意法半导体推出基于红外信号的TMOS人体存在检测传感器
铁电存储器工作原理和器件结构
Ulord搭建自主可控第一公链,开启数字资源价值传播新时代
电池问题这样改革是否正确
配网故障定位装置:让电力系统更加稳定可靠