一、MQTT通信協(xié)議和工具包簡介

1、MQTT通信等定義：

消息隊(duì)列遙測傳輸（ 英語：Message Queuing Telemetry Transport ， MQTT ）是 ISO 標(biāo)準(zhǔn) （ISO/IEC PRF 20922） 下基于 發(fā)布（Publish）/訂閱（Subscribe） 范式的消息協(xié)議，可 視為“資 料 傳遞 的 橋梁” 。----摘錄維基百科

2、MQTT通訊示意圖

上圖是MQTT的實(shí)際使用案例

將上圖簡化后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖：

3、MQTT系統(tǒng)組成

系統(tǒng)包含兩個(gè)部分：

客戶端（Client）：需要發(fā)布或訂閱消息的終端，可以是智能終端，傳感器，或者是數(shù)據(jù)庫，主要功能如下：

（1）發(fā)布其他客戶端需要訂閱的信息；

（2）訂閱其它客戶端發(fā)布的消息；

（3）退訂或刪除應(yīng)用程序的消息；

（4）斷開與服務(wù)器連接。

服務(wù)器：（Server/Broker）：專門用于進(jìn)行設(shè)備注冊(cè)和消息轉(zhuǎn)發(fā)，稱為"消息代理"（Broker），具體有如下功能：

（1）接受來自客戶的網(wǎng)絡(luò)連接；

（2）接受客戶發(fā)布的應(yīng)用信息；

（3）處理來自客戶端的訂閱和退訂請(qǐng)求；

（4）向訂閱的客戶轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用程序消息。

4、MQTT通信方式：

Client之間的通訊可以是一對(duì)一，一對(duì)N,也可以是N對(duì)一。

二、MQTT通信范例

1、MQTT通訊底層方式

范例提供了2種通訊方式，TCP/IP和websocket，底層都是TCP/IP，不過websocket是對(duì)TCP/IP的封裝。

2、MQTT所需工具包

具體安裝包如下圖，在VIPM里面安裝相應(yīng)的工具包和附加工具包，共享的代碼也包含離線安裝包。

上面工具包里包含了Client和Broker，通過依賴注入的形式，改變通信類型，提供的范例是TCP/IP和websocket兩套通信模式。

其中還可以使用通用的mqtt 調(diào)試軟件mosquito調(diào)試TCP/IP，但是這個(gè)不能調(diào)試websocket客戶端。打開命令為 mosquito -d -v.這個(gè)調(diào)試工具在代碼的共享，也可到網(wǎng)上下載。

三、MQTT通信范例

1、軟件擴(kuò)展

為了監(jiān)聽底層通信報(bào)文，在項(xiàng)目中創(chuàng)建了兩個(gè)類TCP Pro和WebSocket Pro分別繼承Connect Tcp和WebSocketsConnect，分別添加一個(gè)Name屬性并重寫Read incoming Bytes和Write Incoming Biytes，使用了我上一章介紹的工具，Consol FGV對(duì)實(shí)時(shí)報(bào)文進(jìn)行監(jiān)控。

重寫讀者類，監(jiān)聽報(bào)文

重寫后通信接口UML關(guān)系圖：

2、為客戶端添加自動(dòng)斷開后自動(dòng)停止事件，這里將庫里的私有方法設(shè)置成公共方法，然后使用Close Seccion事件來自動(dòng)停止，如果不想改變工具包，可以刪除相應(yīng)的代碼不影響整體功能。

將私有文件夾設(shè)置乘公共文件夾

3、TCP MQTT范例演示

注意先啟動(dòng)服務(wù)器再啟動(dòng)客戶端

啟動(dòng)Broker

啟動(dòng)Clent1

啟動(dòng)Clent2

服務(wù)端可以看到已經(jīng)啟動(dòng)了兩個(gè)客戶端。

發(fā)布V1消息，訂閱消息V2

發(fā)布V2消息，訂閱消息V1

同時(shí)訂閱V1，V2兩個(gè)消息

可以自行嘗試下取消訂閱相關(guān)消息

4、websocket MQTT范例演示

注意先啟動(dòng)服務(wù)器再啟動(dòng)客戶端

啟動(dòng)client1

啟動(dòng)client2

websocketBroker

?

?可以嘗試訂閱和取消訂閱相關(guān)消息

5、練習(xí)：

是否可以使用這個(gè)工具包，開發(fā)一個(gè)建議的局域網(wǎng)聊天軟件，這樣可以更好的學(xué)習(xí)這個(gè)工具包的用法：）。

四、MQTT通訊原理簡介

1、MQTT啟動(dòng)和連接

1.1、首先啟動(dòng)服務(wù)器，服務(wù)器啟動(dòng)后會(huì)啟動(dòng)一個(gè)異步線程監(jiān)聽是否有客戶端連接到服務(wù)器端口

1.2、啟動(dòng)客戶端，鏈接到服務(wù)器后向服務(wù)發(fā)送鏈接信息，服務(wù)端檢測服務(wù)信息正確后返回連接信息，如果不正確就會(huì)斷開連接。

1.3、客戶端長期沒有給服務(wù)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)需要向服務(wù)器發(fā)送心跳消息，如果不發(fā)送超時(shí)，服務(wù)器會(huì)斷開客戶端。

LabVIEW的范例中的服務(wù)器沒有這個(gè)功能，mosquito服務(wù)器有這個(gè)功能，需要了解的讀者可以自行嘗試

2、MQTT通信方式

1.1、客戶端需要某個(gè)主題A消息時(shí)向服務(wù)器訂閱主題A，當(dāng)客戶端0向服務(wù)器發(fā)送主題A時(shí)，訂閱了主題A的客戶端都會(huì)收到客戶端0的主題，沒有訂閱的客戶端不會(huì)收到主題A。

1.2、當(dāng)某個(gè)客戶端不需要主題A時(shí)可取消訂閱主題A。

五、需要安裝的軟件、工具包和庫

1、LabVIEW2015中文版

2、mqtt工具包集合

3、mosquitto服務(wù)器安裝包

審核編輯：湯梓紅