物聯網的基礎協議之MQTT

2020 年 3 月 17 日
筆記

1.本文概述

本文主要介紹MQTT相關的概念，並且通過搭建MQTT伺服器和客戶端，測試MQTT的通訊。本文主要從實際使用的角度去理解MQTT，並不會講述過於深奧的理論知識。可以通過下面的文章了解MQTT的相關介紹。

2.MQTT基本介紹

MQTT的全稱為Message Queuing Telemetry Transport，也就是消息隊列遙測傳輸。1999年，IBM公司的Andy Stanford-Clark 和來自Eurotech公司的Arlen Nipper創造了MQTT協議。其中「MQTT」中的「MQ」是來自IBM的MQ系列消息隊列產品線。

MQTT最初的用法是在石YouTube道控制中，將每一個節點的資訊通過衛星傳到到控制中心去。所以MQTT從創立之初就是為物聯網創立。

那麼什麼是MQTT協議呢？簡單地說，主要有下面三個特點：

(1)協議本身基於TCP/IP，輕量級的發布和訂閱

(2)開放的協議

(3)簡單，容易實現

所以該協議可以應用於各種環境中，非常適合需要低功耗而且頻寬有限的IoT場景中，比如：

遙感數據
汽車
智慧家居
智慧城市
醫療醫護

運用MQTT協議，設備可以很方便的接入物聯網服務，管理並處理數據，最後應用到各種業務場景

3.mqtt伺服器的搭建

目前伺服器的搭建環境是ubuntu16.04

採用的伺服器是mosquitto，官方網站https://mosquitto.org

在控制台上輸入下面的命令進行下載。

wget https://mosquitto.org/files/source/mosquitto-1.5.7.tar.gz

下載完成後解壓並進入mosquitto-1.5.7目錄

在編譯時，先安裝gcc編譯工具，然後下載依賴的環境

sudo apt-get install openssl  sudo apt-get install libssl-dev  sudo apt-get install uuid-dev

最後執行 make開始編譯，編譯完成後輸入 sudo make install安裝程式。

接著配置伺服器相關資訊

sudo cp /etc/mosquitto/mosquitto.conf.example /etc/mosquitto/mosquitto.conf  sudo vim /etc/mosquitto/mosquitto.conf

添加一個用戶，如下圖所示

這樣，mqtt伺服器就安裝完成了。

下面啟動伺服器

mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf -v

測試

對於MQTT協議來說，有一個非常關鍵的模式：發布/訂閱模式。發布/訂閱模式（pub / sub）是傳統客戶端 – 伺服器模型的替代方案，客戶端直接與端點通訊。然而，Pub / Sub將正在接收消息（稱為訂戶）的另一客戶端（或更多客戶端）發送特定消息（稱為發布者）的客戶端去耦，這意味著發布者和訂閱者不了解彼此的存在，有一個第三個組件，稱為代理，由它作為中轉，它將過濾所有傳入的消息並相應地分發給它們，所以我們來詳細介紹一下剛剛提及的方面。

訂閱者

訂閱者的角色要保持長連接狀態，我們可以另外開一個控制台窗口進行測試訂閱一個topic01的主題，去接收這個主題的消息。

mosquitto_sub -v -t topic01

這個過程可能會遇到如下的錯誤

解決辦法

sudo ln -s /usr/local/lib/libmosquitto.so.1 /usr/lib/libmosquitto.so.1

這樣訂閱者就處於不斷等待消息到來的模式。

發布者

這時可以另外再開一個控制台，去發布topic01主題的消息。

mosquitto_pub -t topic01 -m "123456"

不難看出，我們的訂閱者已經接收到消息了。

4. mqtt客戶端的使用

對於mqtt客戶端的使用，可以測試mqtt，所以我們的環境選擇Windows平台。可以使用MQTT.fx。

MQTT.fx 是目前主流的mqtt客戶端，可以快速驗證是否可以與IoT Hub 服務交流發布或訂閱消息。設備將當前所處的狀態作為MQTT主題發送給IoT Hub，每個MQTT主題topic具有不同等級的名稱，如「建築/樓層/溫度。」 MQTT代理伺服器將接收到的主題topic發送給給所有訂閱的客戶端。

下載地址：http://www.jensd.de/apps/mqttfx

安裝最新的版本就可以了