MQTT是什么？

前言

本文简单介绍了MQTT的基础知识和使用方法，以蓝牙WIFI双模芯片W801作为硬件设备，接入到华为云。

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一、MQTT是什么？

MQTT（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 。MQTT最大优点在于，可以以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。

好了，以上都是一些文绉绉的说辞，了解一下即可。然后我们要知道，它是如何实现通信的？？

MQTT协议中有三种身份：发布者（Publish）、服务器（Broker）、订阅者（Subscribe）。

如下图，每个设备之间都已经建立了MQTT连接。某手机和某电脑订阅了“温度”主题，充当订阅者，温度计充当发布者。当温度计向“温度”主题发布一条消息时，那么订阅了“温度”主题的订阅者都会收到这条消息。而服务器只是充当转发的角色 。

下面是在MQTT中的一些操作：

• Connect：与服务器进行MQTT连接；
• Disconnect：与服务器断开MQTT连接；
• Subscribe：订阅某个主题；
• UnSubscribe：取消订阅某个主题；
• Publish：发布消息；

以下是通信过程中使用到的报文，在下文中会使用到。

二、接入物联网平台（以华为云为例）

下面是物联网应用的一个典型的示意图。现在举一个例子加以说明：假设设计一个温度监测的应用。设备端（温度传感器+可以联网的芯片）进行数据采集，将数据通过MQTT协议传输到物联网平台（服务器、Broker）。与此同时，应用端（手机APP、小程序或电脑网页等）从物联网平台接收数据进行显示监测。应用端和物联网平台之间的通信协议并非只限于MQTT，也可能是HTTP、AMQP等。

1.创建产品和新增设备

首先我们需要在物联网平台上新建一个产品并新增一个测试设备，具体设置如下：

2.建立TCP连接

因为MQTT是建立在TCP连接上的。因此，在建立MQTT连接之前需要建立TCP连接。具体一般是使用套接字进行建立TCP连接，需要的参数包括 域名（解析出IP地址），端口（一般是1883） 。

从腾讯云的文档中找到域名和端口：

• 域名（中国大陆）：

  productid.iotcloud.tencentdevices.com，其中productid更换为产品ID

• 端口：1883

调用函数建立TCP连接

static int mqtt_init_socket(mqtt_broker_handle_t *broker, const char *hostname, short port);
//broker:MQTT信息的结构体
//hostname:域名
//port:端口

3.建立MQTT连接

设备端与服务器建立MQTT连接的步骤如下：1、发送CONNECT报文；2、接收CONNACK报文；3、定时发送心跳包。

1、CONNECT报文

CONNECT报文的内容如下：

• client id：客户端id
• username：用户名
• password：密码
• clean session：清除会话
• keepalive：心跳时间

其中前三个参数可以在华为云提供的工具中获取（如下图）：华为云MQTT报文内容生成工具。填入上图生成的设备ID和密钥即可生成。

参数clean session与Qos（服务质量）有关，保持默认即可；心跳时间的设置建议60-300，单位是s。

2、接收CONNACK报文

发送CONNECT报文后会接收到连接确认报文CONNACK。

3、发送心跳包

Keepalive指定连接最大空闲时间T，当客户端检测到连接空闲时间超过T时，必须向Broker发送心跳报文PINGREQ，Broker收到心跳请求后返回心跳响应PINGRESP。若Broker超过1.5T时间没收到心跳请求则断开连接，并且投递遗嘱消息到订阅方；同样，若客户端超过一定时间仍没收到心跳响应PINGRESP则断开连接。 简单来说，心跳包是让对方知道设备还在线，没有断开连接 。

完成上述步骤后，即可激活设备。