什么是 MQTT 以及 MQTT 的工作原理?

2021-08-27 11:00:20 admin 100

在当今的技术世界中,您一定听说过“物联网”这个词。物联网简称物联网,是通过互联网与其他设备交换数据的物理对象网络。数据通过软件和其他技术共享。

IoT 消息传递的标准是 MQTT,即消息队列遥测传输。很多人可能会问什么是MQTT,MQTT是如何工作的?在本文中,我将告诉您什么是 MQTT,为什么 MQTT 很重要以及 MQTT 的一些用例。

1.什么是MQTT——定义

MQTT 是开放的 OASIS 和 ISO (ISO/IEC 20922) 标准轻量级消息传递协议。它是一种发布/订阅网络协议,用于在设备之间传输消息。1999 年,由于需要通过卫星连接石油管道遥测系统,因此 MQTT 由 Andy Stanford-Clark (IBM) 和 Arlen Nipper 设计。它非常适合连接具有最小网络带宽的远程设备,处理不可靠的网络,易于实施,因此非常适合机器对机器 (M2M) 通信。该协议在 TCP/IP 上运行。MQTT 用于多个行业,包括汽车、物流、消费品、电信、石油和天然气等。

 

2. MQTT 是如何工作的?

MQTT 协议有两个主体:客户端和代理。服务器是 MQTT 代理,而连接的设备是客户端。当客户端想要向代理发送数据时,它被称为 publish当 broker 想要向客户端发送数据时,它被称为 subscribe

让我们以温度传感器设备为例。它想将其读数发送给经纪人,这是一个电话或桌面应用程序。手机或桌面应用程序期待接收此温度值。因此,会有双向通信:

  • 温度设备定义了它想要发布的地方,例如:“temp”。它发布消息“温度值”。

  • 应用程序订阅主题“temp”。然后它接收温度值。

如果订阅客户端和代理之间的连接断开,代理将缓存消息并在订阅者重新上线时将它们推送给订阅者。但是,如果是发布客户端和代理的情况,并且连接在没有注意到的情况下断开连接,则代理向订阅者发送带有发布者指令的缓存消息。

 

3. 什么是 MQTT - 为什么是 MQTT?

· 轻巧高效

MQTT 客户端非常小,需要的资源最少,因此可以在小型微控制器上使用。MQTT 的代码占用空间小,因此可以优化网络带宽。

· 双向通信

MQTT 允许在设备到云和云到设备之间进行消息传递。此功能可以轻松地向一组事物广播消息并有效地分发数据。

· 扩展到数以百万计的事物

MQTT 具有 ISO 消息标准,使其能够连接数百万个物联网设备。

· 可靠的消息传递

消息传递的可靠性对于许多物联网用例很重要。这就是 MQTT 具有 3 个定义的服务质量级别的原因:

  1. 最多一次 - 一条消息只发送一次。没有跟进确认客户是否收到消息。

  2. 至少一次 ——发送消息后,客户端发送响应以确认已收到消息。代理将继续重新发送消息,直到收到确认。

  3. Exactly once  – 经纪人和客户确认消息被接收并且只发送一次。

· 支持不可靠的网络

许多物联网设备通过不可靠的蜂窝网络连接。MQTT 具有持久会话,可减少客户端与代理重新连接的时间。

· 安全启用

MQTT 使用 TLS/SSL 来加密消息和现代身份验证协议。

· MQTT 使用最小化数据包,导致网络使用率低

· MQTT 耗电量小,有利于连接的设备

 

4. 什么是 MQTT - MQTT 的用例

· 汽车

BMW Mobility Services(汽车共享应用)已经使用 HiveMQ 和 MQTT 超过 4 年。HiveMQ 支持超过 80,000 个并发连接的软件客户端,每分钟生成超过 90,000 条消息。BMW Mobility Services 使用 HiveMQ 作为内部消息总线,在后端微服务之间移动数据。

· 后勤

Matternet 正在制造无人机,以减少在医院和测试实验室之间运输医疗样本所需的时间。通过使用 HiveMQ,Matternet 可以实时跟踪航班状态。MQTT 消息通过运行在 Matternet 平台上的 HiveMQ 传输。这些消息在飞行期间在无人机之间发送到着陆站。

· 制造业

MQTTRoute 是一个传输消息的平台,Celikler Holding 使用它来监控多个发电厂的发电量。MQTT 的使用提供了发电厂之间的安全通信。

· 消费产品

CASO Design 打造智能厨房电器。例如,CASCO WineComfort Smart,一款酒柜,保证了葡萄酒的品质。该应用程序会在几秒钟内监控并报告任何错误消息,例如,如果温度发生任何变化,您将收到通知。通过这种方式,它可以确保葡萄酒储存在合适的条件下。


标签: MQTT
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