MQTT 从0-1

阅读数：1295次 2023-04-12

字数统计: 2k字 | 阅读时长≈ 7分

最近在做机器人联网方向的工作。于是利用下班时间把之前搭建的 MQTT demo 重新温习一遍。也借此把自己的技术极客再丰富一下。

MQTT应该是当今世界上最受欢迎的物联网协议了，没有之一。
MQTT主要应用在车联网，智能家居、即时聊天应用和工业互联网等领域。
目前MQTT连接的设备已经过亿，这些都得益于MQTT为设备提供了稳定、可靠、易用的通信基础。
MQTT跟HTTP类似，但由于轻量简单的传输效率可能是后者的10倍，所以也逐渐成为了物联网领域的最佳选择。
*** 其实你们可能用过MQTT，比如：你用手机解锁一辆共享单车的时候…… ***

今天我依然会要用尽可能简单易懂的文字来写这篇笔记。尽量做到入门小白也能看懂的程度。
也是防止自己淡忘，容易重新激起记忆联想。

什么是MQTT?

官网的解释是：MQTT是一个客户端服务架构的发布/订阅模式的消息传输通信协议……（此处省略500字）
*** 讲人话 *** – 通信协议就是一种沟通方式，好比中国各地都有方言，但为了更好与人的打交道，我们会尽量说普通话。那普通话就是我们沟通的通信协议。

MQTT使用`Publish/Subscribe`发布订阅机制的通讯协议

*** 讲人话 *** – 就是要把 发布消息的人 和 收到消息的人给分开通过一个中间人来沟通。

我们先来代入一个情境:
- 我是短视频UP主 —— （Publisher）
- 关注我的人 —— （Subscriber）
- 短视频平台 —— （Broker）
- 当我发一条短视频的时候，短视频平台（Broker）就会把我的视频推送给关注我的人。

*** 一、讲到这里 MQTT 的三个重要角色就出现了*** （注意！不是刘关张）

发布者 Publisher
订阅者 Subscriber
代理人 Broker
需要注意的是这里发布者和订阅者可以是任何装置，
而代理人是一台服务器，用来接收发布者所发布的消息，把信息储存下来同时依照主题发布给所有该主题的 订阅者,代理人会将消息储存下来,所以当发布者突然间断线,也可以记住最后的状态

*** 二、主题 topic ***

Topic是消息发布（Pub）者和订阅（Sub）者之间的传输中介。设备可通过Topic实现消息的发送和接收，从而实现服务端与设备端的通信。为方便海量设备基于Topic进行通信，简化授权操作，物联网平台定义了产品Topic类和设备Topic。本文介绍产品和设备Topic的定义、使用和分类。
Topic类：产品维度的Topic，是同一产品下不同设备的Topic集合。一个ProductKey下有多个Topic类。一个Topic类对一个ProductKey下所有设备通用。

*** 讲人话 *** – 就是topic利用斜线(/)来分隔不同的层级,对于使用时,其实是没有太大的硬性规定，通常用来让我们区分不同的区域,或者是不同的类型的装置,来让我们分辨该装置是放在什么位置，或着是什么类别的内容.

例如我们可以像是这样，我家的客庭里面有个电灯，还有感应器
那topic传递的层级就是：`家/客厅/电灯`，`家/客厅/感应器`

但是各个层级的名称呢还是有一些细节必须要注意：

1. 最好不要使用中文。虽然可以用，但是为了避免编码的问题还是建议不要使用更好
2. 最好不要使用空白，虽然有时候使用空格没有问题，甚至你可以什么都不输入使用空层级，但为了编码时更容易理解他们代指着什么尽量用语义化的拼写规则
3. 不能使用($) (#) (+)等特殊字符，也最好不要使用符号来当层级的名称
4. 名称的长度不能超过2的16次方个字节

*** Payload承载的消息 ***

payload 就是你发布的消息内容，一般会是Sting字符串或是 JSON类型，

要注意的是不要传送超过256MB的内容

一般来说我们只要知道会传送的是什么内容,在获取或者控制时使用相对应的格式就好

*** QoS(Quality of service)服务质量 ***

MQTT的QoS只有3个值可以设定
1. 分别是0最多传送一次 — QoS = 0 — 可能会漏传，但速度最快
2. 最少传送一次 — QoS = 1 — 可能多传速度适中
3. 确实的传送一次 — QoS = 2 — 肯定会收到速度最慢

这里底层复杂的原理我们都不需要去了解，只要想好什么情况要用哪一种服务品质就好

- 纸上得到终学浅, 我们动手试一下

现在我们来看看在vue中，怎么样可以用websocket和mqtt在网页跟你的硬件设备做交互
这里首先默认大家都已经熟悉掌握了如何用js, vue, 和vuecli等等等等相关技术栈，
用脚手架搭建项目框架后。启动你的本地服务，

首先安装 mqtt库我本地是用^4.3.7版本

1
2
3

npm install mqtt
// or 
yarn mqtt

话不多讲直接撸代码

// do someting... 此处省略一万行代码

data(){
    return{
    connection: {
        host: 'host.io',// host 地址
        port: 9527, // 端口号
        clean: true, // 保留会话
        connectTimeout: 4000, // 连接超时时间
        reconnectPeriod: 4000, // 重连时间间隔
        // 认证信息
        clientId: 'mqtt_' + Math.random().toString(16).substr(2,8),// 随机生成一个的clientId
        username: 'linjie',
        password: 'password'
      },
      subscription: {
        topic: 'topic/mqttx',//机器人设备的主题
        qos: 2
      },
      publish: {
        topic: 'topic/browser',//客户端浏览器的主题
        qos: 2,
        payload: '{ "msg": "Hello, I am browser." }'
      }
    }
}
// do someting... 此处省略一万行代码

// do someting... 此处省略一万行代码
 methods: {
    // 创建连接
    createConnection() {
      // 连接字符串, 通过协议指定使用的连接方式
      // ws 未加密 WebSocket 连接
      // wss 加密 WebSocket 连接
      // mqtt 未加密 TCP 连接
      // mqtts 加密 TCP 连接
      const { host, port, endpoint, ...options } = this.connection;
      const connectUrl = `ws://${host}:${port}${endpoint}`;//WebSocket地址
      try {
        this.client = mqtt.connect(connectUrl, options);
      } catch (error) {
        console.log('mqtt.connect error', error);
      }
      // 连接监听 等待与服务器建立连接
      this.client.on('connect', (error) => {
        console.log('Connection succeeded!');
      });
      // 重连监听
      this.client.on('reconnect', () => {
        console.log('reconnect正在重连',error);
      });
      // 错误监听
      this.client.on('error', error => {
        console.log('Connection failed', error);
      });
      // 消息监听
      /**
       * topic @param topic as String 主题
       * message @param message as String | Object 内容
       */
      this.client.on('message', (topic, message) => {
        this.receiveNews = this.receiveNews.concat(message);
        console.log(`Received message ${message} from topic ${topic}`);
      });
    },
    // 订阅主题 等待完成订阅
    doSubscribe() {
      const { topic, qos } = this.subscription;
      this.client.subscribe(topic, { qos }, (error, res) => {
        if (error) {
          //do someting...
          console.log('Subscribe to topics error', error);
          return;
        }
        this.subscribeSuccess = true;
        console.log('Subscribe to topics res', res);
      });
    },
    // 取消订阅
    doUnSubscribe() {
      const { topic } = this.subscription;
      this.client.unsubscribe(topic, error => {
        if (error) {
          //do someting...
          console.log('Unsubscribe error', error);
        }
      });
    },
    // 发送消息
    doPublish() {
      /**
       * MQTT客户端发送消息请求，发送完成后返回应用程序线程。
       * topic @param topic as String 主题
       * payload @param message as String | Object 内容
       * qos @param qos as Number => 0 | 1 | 2 服务质量
       */
      const { topic, qos, payload } = this.publish;
      this.client.publish(topic, payload, qos, error => {
        if (error) {
          //do someting...
          console.log('Publish error', error);
        }
      });
    },
    // do someting... 此处省略一万行代码
  }

今天先写到这吧。咱们有空再续 …… 至于什么有空？看缘份吧

本文作者： 林杰
本文链接： http://linjiefe.github.io/2023/04/12/MQTT/

什么是MQTT?

MQTT使用Publish/Subscribe发布订阅机制的通讯协议

- 纸上得到终学浅, 我们动手试一下

话不多讲直接撸代码

MQTT使用`Publish/Subscribe`发布订阅机制的通讯协议