什么是 MQTT？实用的介绍

1. MQTT 是什么意思？

MQTT 代表消息队列遥测传输。它是一种极其简单和轻量级的消息传递协议（订阅和发布），专为具有高延迟、低带宽或不可靠网络的有限设备和网络而设计。其设计原则旨在降低设备的网络带宽和资源需求，并确保供应安全。此外，这些原则有利于 M2M（机器对机器）或物联网设备，因为电池性能和带宽非常重要。

2.什么是MQTT主题？

借助MQ Telemetry Transport，资源受限的 IoT 设备可以将有关特定主题的信息发送或发布到充当MQTT 消息代理的服务器。经纪人然后将信息传输给那些先前订阅了客户主题的客户。对人来说，主题看起来像分层文件路径。客户可以订阅主题的特定层级或使用通配符订阅多个级别。
MQTT协议对于由于偶尔的带宽限制或不可靠的连接而具有不同延迟的无线网络是一个不错的选择。如果从订阅客户端到代理的连接中断，代理会缓冲消息并在订阅者重新在线时将它们发送给订阅者。如果从发布客户端到 Broker 的连接在没有通知的情况下断开，则 Broker 可以断开连接并向订阅者发送一条缓存的消息，其中包含来自发布者的指令。

3. 什么是 MQTT 服务器？

MQTT 代理是每个发布/订阅协议的中心。根据实施情况，代理可以管理多达数千个同时连接的MQTT 客户端。代理负责接收所有消息、过滤消息、确定谁订阅了每条消息并将消息发送给那些订阅的客户端。Broker 还持有所有持久客户端的会话，包括订阅和错过的消息。Broker 的另一个任务是客户端的认证和授权。通常代理是可扩展的，这有助于自定义身份验证、授权以及与后端系统的集成。集成尤为重要，因为Broker往往是直接暴露在互联网上的组件，服务于众多客户端，需要将消息转发给下游的分析处理系统。简而言之，Broker 是中心枢纽，每条消息都必须通过它进行路由。因此，重要的是您的经纪人具有高度可扩展性，

4. 什么是 MQTT 负载？

消息通过使用MQTT的代理与其他设备或软件共享。每条消息都有一个主题，Broker可以根据该主题进一步处理消息。_ 此外，每条消息都包含一个消息内容，即所谓的有效负载。MQTT负载未绑定到一定的结构，可以自由设计。然而，为消息内容指定一个特定的结构是有帮助的，这样它就可以被其他设备或软件读取。_ 潜在的消息结构是JSON、XML或OPC UA。定义的结构使一旦所有设备和软件以相同的结构进行通信，内部通信就会顺畅。

5. 什么是 MQTT 客户端，它是如何工作的？

所有以某种方式连接到代理的设备和软件，例如 OPC Router，都称为 MQTT 客户端。客户端可以向代理发送消息（发布）并从代理接收消息（订阅）。向代理发送消息时，必须指定 MQTT 主题，可用于进一步处理消息。可以使用不同的服务质量 (QoS) 发送消息：

• 服务质量 0：客户端的消息只发送一次，无论它是否已到达代理。

• 服务质量 1：客户的消息被一遍又一遍地发送，直到经纪人以确认接收的方式响应。这可能导致消息多次到达代理。

• 服务质量 2：客户端发送一次消息，同时确保它已到达代理。服务质量 2 通信需要比服务质量 0 或 1 更多的带宽。

同时，客户端可以在代理处订阅一个 MQTT 主题，以便代理自动接收所有到达代理的带有此 MQTT 主题的信息。例如，plant1 / hall1 / temperature。使用通配符，客户端可以从代理接收多条信息。例如，它从列表 plant1 / hall1 接收 MQTT 主题 plant1 / hall1 / # 的所有条目。使用主题 plant1 / + / temperature 发送来自 plant1 的所有温度条目。

最后，MQTT 客户端具有“Last Will”功能。如果与代理的连接丢失，则会发送最后一条消息，以便代理注意到连接错误并可以将其传递给用户。

6. 什么时候应该使用 MQ 遥测传输，什么时候不应该？

使用消息队列遥测传输，数据从大量机器发送到一个目的地——云——在那里可以分析、解释和转发数据。
云托管一个MQTT 代理——机器与其他机器和/或人之间的中介。这是一个重要的区别，因为机器之间不直接通信，而是通过代理进行通信。
MQTT使用“主题”的概念来组织其数据，并使用发布/订阅模型通过云将主题传达给其他各方。
例如：空调系统将有关其压缩机“健康”的数据发送（或发布）到云端。所有具有批准凭据的相关方——机器或人——都可以订阅该主题以接收信息。
订户可以是维护工程师（人）、零件采购系统（软件/机器）或维护计划系统（软件/机器）。
突然间，机器生命周期的每个方面都可供审查，这代表了一个令人兴奋的深刻机会，可以连接这些信息来发现缺陷、节省成本、提高效率，并为物联网制定计划。

7. IoT（物联网）中的 MQ 遥测传输有什么用？

Topic 一词指的是一个 UTF-8 字符串，代理使用该字符串为每个连接的客户端过滤消息。主题由一个或多个主题级别组成。每个主题级别由正斜杠（主题级别分隔符）分隔。与消息队列相比，MQTT 主题非常简单。客户端不必在发布或订阅之前创建所需的主题。代理接受任何有效主题而无需事先初始化。请注意，每个主题必须至少包含一个字符，并且主题字符串允许有空格。主题区分大小写。例如 _myhome / temperature 和 _MyHome / Temperature 是两个不同的主题。此外，斜杠本身就是一个有效的主题。
通常，您可以随意命名 MQTT 主题。但是，有一个例外：__ 以 $ 符号开头的主题有不同的用途。__ 如果您订阅多级占位符作为主题 (#)，则这些主题不是订阅的一部分。$ 符号主题保留用于MQTT 代理的内部统计。客户不能就这些主题发布消息。目前没有针对此类主题的官方标准。通常 $SYS/ 用于以下所有信息，但经纪人的实现各不相同。$ SYS 主题的建议是 MQTT-GitHub wiki。

8.如何轻松上手MQ Telemetry Transport？

为了确保轻松开始，建议使用 HiveMQ 作为 MQTT 代理。HiveMQ 是一个基于开放物联网标准的代理。因此，它提供了对范围广泛的 MQTT 客户端的访问。它专为在连接的设备和服务器之间快速、高效和可靠地传输数据而构建。
MQTT 协议提供了一种使用发布/订阅模型执行消息传递的简单方法。这使得它特别适合物联网和云应用，例如低功耗传感器或手机、嵌入式计算机或微控制器等移动设备。
结合 OPC Router，可以轻松查询连接。并自行测试。