MQTT入门

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了MQTT入门相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

什么是MQTT
    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,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,被用来当做传感器和制动器(比如通过Twitter让房屋联网)的通信协议。
MQTT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
MQTT协议实现方式
    在通讯过程中,MQTT协议中有三种身份:发布者(Publish)、代理(Broker)(服务器)、订阅者(Subscribe)。其中,消息的发布者和订阅者都是客户端,消息代理是服务器,消息发布者可以同时是订阅者。
    MQTT传输的消息分为:主题(Topic)和负载(payload)两部分:
    (1)Topic,可以理解为消息的类型,订阅者订阅(Subscribe)后,就会收到该主题的消息内容(payload);
    (2)payload,可以理解为消息的内容,是指订阅者具体要使用的内容。
MQTT协议数据
    在MQTT协议中,一个MQTT数据包由:固定头(Fixed header)、可变头(Variable header)、消息体(payload)三部分构成。MQTT数据包结构如下:
     (1)固定头(Fixed header)。存在于所有MQTT数据包中,表示数据包类型及数据包的分组类标识。
     (2)可变头(Variable header)。存在于部分MQTT数据包中,数据包类型决定了可变头是否存在及其具体内容。
     (3)消息体(Payload)。存在于部分MQTT数据包中,表示客户端收到的具体内容。
MQTT实战
   目前正在做的通过mqtt做的是通过java代码控制硬件设备上相应LED灯的点亮、熄灭和闪烁操作,Publish如下: 
package com.joysuccess.testmqtt;

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.*;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;

import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * Created by ${zhangxufeng} on 2018/6/28.
 */
public class Server {
    //tcp://MQTT安装的服务器地址:MQTT定义的端口号
    public static final String HOST = "tcp://localhost:12333";
    //定义一个主题
    public static final String TOPIC = "XXXXXXXXXXXXX";
    //定义MQTT的ID,可以在MQTT服务配置中指定
    private static final String clientid = "server11";

    private MqttClient client;
    private MqttTopic topic11;
    private String userName = "admin";
    private String passWord = "admin";

    private MqttMessage message;

    /**
     * 构造函数
     * @throws MqttException
     */
    public Server() throws MqttException {
        // MemoryPersistence设置clientid的保存形式,默认为以内存保存
        client = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence());
        connect();
    }

    /**
     *  用来连接服务器
     */
    private void connect() {
        MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
        options.setCleanSession(false);
        options.setUserName(userName);
        options.setPassword(passWord.toCharArray());
        // 设置超时时间
        options.setConnectionTimeout(10);
        // 设置会话心跳时间
        options.setKeepAliveInterval(20);
        try {
            client.setCallback(new PushCallback());
            client.connect(options);

            topic11 = client.getTopic(TOPIC);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     *
     * @param topic
     * @param message
     * @throws MqttPersistenceException
     * @throws MqttException
     */
    public void publish(MqttTopic topic , MqttMessage message) throws MqttPersistenceException,
            MqttException {
        MqttDeliveryToken token = topic.publish(message);
        token.waitForCompletion();
        System.out.println("message is published completely! "
                + token.isComplete());
    }

    /**
     *  启动入口
     * @param args
     * @throws MqttException
     */
    public static void main(String[] args) throws MqttException {
        Server server = new Server();

        server.message = new MqttMessage();
        server.message.setQos(1);
        server.message.setRetained(true);
        Map<String,Object> map = new HashMap<>();
        Map<String,Object> map1 = new HashMap<>();//灯的颜色选择,r:红,g:绿,b:蓝,0闭,1长亮,大于2闪烁,大于2时数值为闪烁频率(500,每500ms闪烁一次)
        map1.put("r",0);
        map1.put("g",500);
        map1.put("b",0);
        map.put("moit","04D");
        map.put("sat","i7");
        map.put("cl","lxd");
        map.put("pas",map1);
        map.put("pe","exing");
        map.put("tut",1000);
        map.put("pry",0);
        map.put("oor","admin");

        Date date = new Date();
        DateFormat dFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); //HH表示24小时制;
        String format = dFormat.format(date);
        String[] split = format.split(" ");
        String startTime = split[0]+"T"+split[1]+"Z";//拼接时间格式

        map.put("startTime",startTime);
        server.message.setPayload( JSON.toJSONString(map).getBytes());//转成JSON格式
        server.publish(server.topic11 , server.message);
        if (server.client.isConnected()){
            server.client.disconnect();//关闭连接
        }

    }

}

  Subscribe如下:

package com.joysuccess.testmqtt;

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;

import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;

/**
 * Created by ${zhangxufeng} on 2018/6/28.
 */
public class PubMsg {
    public static final String HOST = "tcp://localhost:12333";
    public static final String TOPIC = "xxxxxxxxx";
    private static final String clientid = "client11";
    private MqttClient client;
    private MqttConnectOptions options;
    private String userName = "admin";
    private String passWord = "admin";

    private ScheduledExecutorService scheduler;

    private void start() {
        try {
            // host为主机名,clientid即连接MQTT的客户端ID,一般以唯一标识符表示,MemoryPersistence设置clientid的保存形式,默认为以内存保存
            client = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence());
            // MQTT的连接设置
            options = new MqttConnectOptions();
            // 设置是否清空session,这里如果设置为false表示服务器会保留客户端的连接记录,这里设置为true表示每次连接到服务器都以新的身份连接
            options.setCleanSession(true);
            // 设置连接的用户名
            options.setUserName(userName);
            // 设置连接的密码
            options.setPassword(passWord.toCharArray());
            // 设置超时时间 单位为秒
            options.setConnectionTimeout(10);
            // 设置会话心跳时间 单位为秒 服务器会每隔1.5*20秒的时间向客户端发送个消息判断客户端是否在线,但这个方法并没有重连的机制
            options.setKeepAliveInterval(20);
            // 设置回调
            client.setCallback(new PushCallback());
            MqttTopic topic = client.getTopic(TOPIC);
            //setWill方法,如果项目中需要知道客户端是否掉线可以调用该方法。设置最终端口的通知消息
            options.setWill(topic, "close".getBytes(), 2, true);

            client.connect(options);
            //订阅消息
            int[] Qos  = {1};
            String[] topic1 = {TOPIC};
            client.subscribe(topic1, Qos);

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws MqttException {
        PubMsg client = new PubMsg();
        client.start();
    }


}

  PushCallBack如下:
    

package com.joysuccess.testmqtt;

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttTopic;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;

import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;

/**
 * Created by ${zhangxufeng} on 2018/6/28.
 */
public class PubMsg {
    public static final String HOST = "tcp://localhost:12333";
    public static final String TOPIC = "xxxxxxxxx";
    private static final String clientid = "client11";
    private MqttClient client;
    private MqttConnectOptions options;
    private String userName = "admin";
    private String passWord = "admin";

    private ScheduledExecutorService scheduler;

    private void start() {
        try {
            // host为主机名,clientid即连接MQTT的客户端ID,一般以唯一标识符表示,MemoryPersistence设置clientid的保存形式,默认为以内存保存
            client = new MqttClient(HOST, clientid, new MemoryPersistence());
            // MQTT的连接设置
            options = new MqttConnectOptions();
            // 设置是否清空session,这里如果设置为false表示服务器会保留客户端的连接记录,这里设置为true表示每次连接到服务器都以新的身份连接
            options.setCleanSession(true);
            // 设置连接的用户名
            options.setUserName(userName);
            // 设置连接的密码
            options.setPassword(passWord.toCharArray());
            // 设置超时时间 单位为秒
            options.setConnectionTimeout(10);
            // 设置会话心跳时间 单位为秒 服务器会每隔1.5*20秒的时间向客户端发送个消息判断客户端是否在线,但这个方法并没有重连的机制
            options.setKeepAliveInterval(20);
            // 设置回调
            client.setCallback(new PushCallback());
            MqttTopic topic = client.getTopic(TOPIC);
            //setWill方法,如果项目中需要知道客户端是否掉线可以调用该方法。设置最终端口的通知消息
            options.setWill(topic, "close".getBytes(), 2, true);

            client.connect(options);
            //订阅消息
            int[] Qos  = {1};
            String[] topic1 = {TOPIC};
            client.subscribe(topic1, Qos);

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws MqttException {
        PubMsg client = new PubMsg();
        client.start();
    }


}

  目前这只是测试Demo,还需集成到spring框架中,有待下一步开发



























以上是关于MQTT入门的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

MQTT 协议学习:001-有关概念入门

MQTT 入门介绍

ESP32-C3入门教程 网络篇⑦——MQTT 应用示例

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MQTT协议入门

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