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MQTT

MQTT

分类: 物联网
属性: 技术
最后修改时间: 2015年05月27日
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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,被用来当做传感器和致动器(比如通过Twitter让房屋联网)的通信协议。

  1、MQTT简介

  早在1999年,IBM的Andy Stanford-Clark博士以及Arcom公司ArlenNipper博士发明了MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输)技术。

  MQTT是一个物联网传输协议,它被设计用于轻量级的发布/订阅式消息传输,旨在为低带宽和不稳定的网络环境中的物联网设备提供可靠的网络服务。MQTT是专门针对物联网开发的轻量级传输协议。MQTT协议针对低带宽网络,低计算能力的设备,做了特殊的优化,使得其能适应各种物联网应用场景。目前MQTT拥有各种平台和设备上的客户端,已经形成了初步的生态系统。

  MQTT既有完全高级版可以在TCP/IP上运行,也有简化版MQTT-SN用于非IP设备。其发布/订阅模式能够在让拓扑结构进行扩展的同时保留实时的特性以及服务质量的可配置性。

  2、MQTT的发展历史

  在物联网中,开源和开放标准是基本的要素。MQTT的发展历史大致如下:

  1999年,IBM和合作伙伴共同发明了MQTT协议。

  2004年,MQTT.org开放了论坛,供大家广泛参与。

  2011年,IBM建立了Eclipse开源项目Paho,并贡献了代码。Eclipse Paho是MQTT的Java实现版本。

  2013年,OASIS MQTT技术规范委员会成立。

  2014年,MQTT正式成为推荐的物联网传输协议标准。

  3、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;

  4、MQTT的优势

  MQTT的设计思想是开源、可靠、轻巧、简单,MQTT的传输格式非常精小,最小的数据包只有2个比特,且无应用消息头。MQTT可以保证消息的可 靠性,它包括三种不同的服务质量(最多只传一次、最少被传一次、一次且只传一次),如果客户端意外掉线,可以使用“遗愿”发布一条消息,同时支持持久订阅。

  MQTT在物联网应用中的优势有:

  可靠传输。MQTT可以保证消息可靠安全的传输,并可以与企业应用简易集成。

  消息推送。支持消息实时通知、丰富的推送内容、灵活的Pub-Sub以及消息存储和过滤。

  低带宽、低耗能、低成本。占用移动应用程序带宽小,并且带宽利用率高,耗电量较少。

  5、物联网接入的挑战

  物联网中的数据传输会面临很多问题,比如在网络不稳定的情况下,如果保证数据的传输没有问题,如何保证数据不被重复发送,连接断开后如何进行重连。总体来说,物联网的接入会面临以下几个方面的挑战:

  设备、传感器。物联网接入对终端采集和控制设备要求高,且终端的改造以及网络费用成本也比较高。另外,其对终端的能耗要求也比较高。

  网络。现有的网络传输贷款参差不齐,传输网络不稳定。

  服务器。高并发情况下,多客户端的接入能力以及消息处理能力。

  6、MQTT应用

  IBM和St. Jude医疗中心通过MQTT开发了一套Merlin系统,该系统使用了用于家庭保健的传感器。St. Jude医疗中心设计了一个叫做Merlin@home的心脏装置,这种无线发射器可以用来监控那些已经植入复律-除颤器和起搏器(两者都是基本的传感器)的心脏病人。

  该产品利用MQTT把病人的即时更新信息传给医生/医院,然后医院进行保存。这样的话,病人就不用亲自去医院检查心脏仪器了,医生可以随时查看病人的数据,给出建议,病人在家里就可以自行检查。

  IBM称该发射器包括一个大型触摸屏,一个嵌入式键盘平台,以及一个Linux操作系统。

  在未来几年,MQTT的应用会越来越广,值得关注。

  通过MQTT协议,目前已经扩展出了数十个MQTT服务器端程序,可以通过PHP,JAVA,Python,C,C#等系统语言来向MQTT发送相关消息。

  此外,国内很多企业都广泛使用MQTT作为Android手机客户端与服务器端推送消息的协议。其中Sohu,Cmstop手机客户端中均有使用到MQTT作为消息推送消息。据Cmstop主要负责消息推送的高级研发工程师李文凯称,随着移动互联网的发展,MQTT由于开放源代码,耗电量小等特点,将会在移动消息推送领域会有更多的贡献,在物联网领域,传感器与服务器的通信,信息的收集,MQTT都可以作为考虑的方案之一。在未来MQTT会进入到我们生活的各各方面。

  如果需要下载MQTT服务器端,可以直接去MQTT官方网站点击software进行下载MQTT协议衍生出来的各个不同版本。

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