如何应用MQTT协议到物联网中

物联网主要功能是将用户端的所有需要的信息互通互联，实现全方位的远程识别、读取和 *** 控、互动。
应用层位于物联网三层结构中的最顶层，其功能为“处理”，即通过云计算平台进行信息处理。应用层与最低端的感知层一起，是物联网的显著特征和核心所在，应用层可以对感知层采集数据进行计算、处理和知识挖掘，从而实现对物理世界的实时控制、精确管理和科学决策。
从结构上划分，物联网应用层包括以下三个部分：
1． 物联网中间件：物联网中间件是一种独立的系统软件或服务程序，中间件将各种可以公用的能力进行统一封装，提供给物联网应用使用。
2． 物联网应用：物联网应用就是用户直接使用的各种应用，如智能 *** 控、安防、电力抄表、远程医疗、智能农业等等。
3． 云计算：云计算可以助力物联网海量数据的存储和分析。依据云计算的服务类型可以将云分为：基础架构即服务(IaaS)、平台即服务（PaaS)、服务和软件即服务（SaaS)
从物联网三层结构的发展来看，网络层已经非常成熟，感知层的发展也非常迅速，而应用层不管是从受到的重视程度还是实现的技术成果上，以前都落后于其他两个层面。但因为应用层可以为用户提供具体服务，是与我们最紧密相关的，因此应用层的未来发展潜力很大。

MQTT是非常流行的设备的接入协议，包括IBM、亚马逊、微软的IoT托管服务都有支持，而CoAP在这方面几乎没有露面的机会。感觉以下几点是MQTT优于CoAP的主要原因：
MQTT基于TCP，在做反控设备的时候比UDP更可靠，比如CoAP走3G、4G的时候甚至需要实现CoAP over TCP，否则反控很不稳定甚至无法联通。
MQTT异步Pub/Sub实现，好比发个微信，无需等待对方确认便可以继续，而不像CoAP那样必须等待对方应答才能返回的同步模式。
MQTT为物联网提供了许多体贴的设计，比如QoS，比如“遗言”的设计。
篇幅有限，无法完全枚举MQTT的优越性，建议参考以下文章：
MQTT入门篇
MQTT进阶篇
MQTT安全篇
MQTT实战篇
当然，CoAP在功耗方面有优势，不过随着物联网设备特别是网管的计算能力加强，这点应该不是主要矛盾。

这里我们使用了一个库: PubSubClient

创建产品

创建新设备

(1) 产品ID, 用户ID,和登录key

(2) 设备名称, ID和 设备key

OneNet MQTTS用携带token的方式进行鉴权

访问者（可以为应用或者设备）固化访问密钥于软件中，在需要进行服务访问时，通过密钥计算临时token，通过临时token进行服务访问认证

访问者首先通过访问管理者获取临时访问token，访问管理者可根据需要自定义该token的访问有效期（即过期时间），访问者获取该token后方才能访问OneNET

访问管理者直接将密钥授权给访问者（例如，直接为设备烧写key），访问者通过密钥生成token进行访问

计算方法: >1、 什么是MQTT

MQTT（MessageQueueing Telemetry Transport Protocol）的全称是消息队列遥感传输协议的缩写，是由IBM公司推出的一种基于轻量级代理的发布/订阅模式的消息传输协议，运行在TCP协议栈之上，为其提供有序、可靠、双向连接的网络连接保证。由于其开放、简单和易于实现所以能够应用在资源受限的环境中，对于M2M和物联网应用程序来说是一个相当不错的选择。

2、 为什么要用MQTT？

MQTT协议是针对如下情况设计的：

M2M（Machine to Machine） communication，机器端到端通信，比如传感器之间的数据通讯 因为是Machine to Machine，需要考虑： Machine，或者叫设备，比如温度传感器，硬件能力很弱，协议要考虑尽量小的资源消耗，比如计算能力和存储等 M2M可能是无线连接，网络不稳定，带宽也比较小

MQTT的特点:

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。这一点很类似于1 这里是列表文本XMPP，但是MQTT的信息冗余远小于XMPP

对负载内容屏蔽的消息传输。

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。

三种消息传输方式QoS：

0代表“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。

1代表“至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。

2代表“只有一次”，确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况，在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。 备注：由于服务端采用Mosca实现，Mosca目前只支持到QoS 1

如果发送的是临时的消息，例如给某topic所有在线的设备发送一条消息，丢失的话也无所谓，0就可以了（客户端登录的时候要指明支持的QoS级别，同时发送消息的时候也要指明这条消息支持的QoS级别），如果需要客户端保证能接收消息，需要指定QoS为1，如果同时需要加入客户端不在线也要能接收到消息，那么客户端登录的时候要指定session的有效性，接收离线消息需要指定服务端要保留客户端的session状态。

mqtt基于订阅者模型架构，客户端如果互相通信，必须在同一订阅主题下，即都订阅了同一个topic，客户端之间是没办法直接通讯的。订阅模型显而易见的好处是群发消息的话只需要发布到topic，所有订阅了这个topic的客户端就可以接收到消息了。

发送消息必须发送到某个topic，重点说明的是不管客户端是否订阅了该topic都可以向topic发送了消息，还有如果客户端订阅了该主题，那么自己发送的消息也会接收到。

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。

使用Last Will和Testament特性通知有关各方客户端异常中断的机制。Last Will：即遗言机制，用于通知同一主题下的其他设备发送遗言的设备已经断开了连接。Testament：遗嘱机制，功能类似于Last Will 。

为什么要介绍MQTT呢？MQTT又是什么呢？MQTT能做什么呢？下面，我就来简单的介绍一下

     MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是IBM开发的一个即时通讯协议，有可能成为物联网的重要组成部分。该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，被用来当做传感器和致动器（比如通过Twitter让房屋联网）的通信协议。  
    MQTT的特点：

MQTT协议是为大量计算能力有限，且工作在低带宽、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；

4、有三种消息发布服务质量：

“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。

“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。这一级别可用于如下情况，在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。

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；

6、使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制；

    说简单一点，它就是一个即时通讯协议，在占用很少的资源情况下，可完成即时通讯。说以说esp8266采用mqtt通讯协议，是一个很不错的选择，使用esp8266+mqtt实现一个物联网的小实验，也是很容易的，其运行的效率也很高，具体的mqtt我在这里就不多说了，大家可以自行去度娘问问啦。

MQTT 协议 因为其轻量、灵活等特点成为了当今世界上最受欢迎的物联网协议，它已经广泛应用于车联网、智能家居、物流、即时聊天应用和移动消息推送等领域，连接了数以亿计的设备，并且每时每刻都有无数设备开始使用和接入 MQTT 协议。MQTT 协议为这些设备提供了稳定、可靠的通信基础，这些设备庞大的接入数量也向 MQTT 协议规范提出了挑战， MQTT 50 的诞生便是为了更好地满足这一需求。

MQTT（消息队列遥测传输）最初由 IBM 于上世纪 90 年代晚期发明。它最初的用途是将石油管道上的传感器与卫星相链接，所以 MQTT 从诞生之初就是专为受限设备和低带宽、高延迟或不可靠的网络而设计，它使用了发布订阅模型，在空间和时间上解耦了消息的发送者与接收者，并且基于 TCP/IP 提供稳定可靠的网络连接，拥有非常轻量的报头以减少传输开销，支持可靠消息传输，可以说天生就满足了物联网场景的各种需求。在 MQTT 311 发布并成为 OASIS 标准的四年后，MQTT 50 正式发布，这是一次重大的改进和升级，它的目的不仅仅是满足现阶段的行业需求，更是为行业未来的发展变化做了充足的准备。2019 年 3 月，MQTT 50 成为了新的 OASIS 标准。

面对迅速增长的设备数量和层出不穷的需求，OASIS MQTT 技术委员会需要从繁杂的需求中提取出通用部分，将其纳入标准规范，并且尽可能不增加开销或降低易用性，在不增加不必要的复杂性的前提下提高性能和易用性。

最终，OASIS MQTT 技术委员会为 MQTT 50 添加了大量的全新功能与特性，50 成为 MQTT 有史以来变化最大的一个版本。在这里，我们将列举一些比较重要的特性：

完整的新属性列表包含在协议标准的附录C，您可以访问以下网址了解详情： >可以的
MQTT协议是为大量计算能力有限，且工作在低带宽、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,国内很多企业都广泛使用MQTT作为Android手机客户端与服务器端推送消息的协议

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