MQTT协议基础知识

一、MQTT核心特点

1. 发布/订阅模式：MQTT采用发布和订阅机制，消息由发布者发送，订阅者接收。
2. 轻量级协议：设计简洁，适合资源有限的设备。
3. 专为物联网场景设计：适用于智能家居、传感器等物联网应用。

1. 最短的报文仅2字节，通常用于心跳检测，客户端需定时发送心跳包以保持连接。
2. MQTT协议主要分为两类角色：
   1. 客户端：包括发布者和订阅者。
   2. 代理服务器：如各类云平台。

二、MQTT客户端操作

1. 下载MQTTX客户端

MQTTX是常用的MQTT客户端工具。

2. 新建连接

1. MQTT基于TCP协议，需要新建连接。

必备连接参数

3. 连接配置说明

1. 测试服务器及端口设置

1. 客户端ID

1. 用户名、密码及加密端口

4. 客户端ID注意事项

1. 创建两个MQTT窗口，设置相同用户名进行连接测试。

1. 两个客户端会交替上线/下线，原因在于ID相同，连接会互相挤下线。

1. 超时重试机制导致不断互相断开，需保证每个客户端ID唯一。

1. 连接MQTT所需五个参数：服务器地址、端口、客户端ID、用户名、密码。

1. 心跳报文用于保持连接活跃。

1. 客户端设置心跳参数以保证通信稳定。

1. 协议版本建议使用MQTT 3.1.1，目前应用最广泛。

三、MQTT主题与消息发送

1. 单层通配符

1. 主题可通过 / 分层，但 / 不可位于开头或结尾。

1. MQTT支持通配符，用于灵活订阅主题。

1. 演示不使用通配符：右侧订阅主题，左侧发送消息。

1. 点击发送后，订阅端可接收到消息。

1. 使用加号通配符（+）订阅，可接收符合条件的消息。

1. 若主题为bedroom和livingroom，不使用通配符无法同时接收。智能家居场景下，通配符可订阅所有传感器数据。

1. 新的发送命令，只要主题前后相同，中间不同，也可以匹配。

1. 主题中的通配部分可变，如1、2、3、4、5等均可匹配。

2. 多层通配符

1. 多层通配符用 # 表示，匹配主题任意层级，且必须为主题最后一个字符。

1. 使用井号订阅即为多层通配符，适合订阅所有子主题。

1. 错误写法举例，需遵循多层通配符规则。单层通配符可灵活应用。

1. 只要主题前缀一致，如mysensor/home/，都可收到消息。

1. 通配符极大提升主题订阅灵活性。

1. 多种主题发送均可匹配，满足mysensor/home/前缀即可。

3. 遗愿机制

1. 遗愿机制可配置，断电后客户端会向MQTT发送最后一条消息，表示失去连接。

1. 需订阅遗愿主题以接收遗愿消息。

1. 客户端异常断开后，订阅端收到遗愿消息。

1. 正常断开不会触发遗愿消息，只有异常断开才会。遗愿主题和内容在连接时已发送至代理服务器，异常断开时代理服务器会将遗愿消息推送给订阅者。

4. QOS通信质量

1. MQTT适用于一般互联网场景，网络信号可能不稳定。

1. 提供三种QOS通信质量：
   1. 最多一次（QOS 0）：适用于不重要的数据，偶尔丢失无影响。
   2. 至少一次（QOS 1）：确保至少收到一次，可能重复发送。
   3. 仅一次（QOS 2）：严格保证消息只接收一次。
2. 传感器数据一般建议使用QOS为0。

5. 清除会话

1. 配置中有清除会话开关，开启后每次客户端建立新连接，历史订阅消息不会保留，断开后消息即销毁。

1. 配置QOS=1，确保至少收到一次。断开右侧连接后发送消息，正常情况下不会收到历史消息。关闭清除会话后，重新连接可收到离线期间的消息。

1. 清除会话机制确保消息管理灵活。

6. 保留消息

1. 发送保留消息后，代理服务器会保存该消息。

1. 先让订阅端下线，发送保留消息后，订阅端上线即可收到最新消息，并显示保留标识。
2. 应用场景：如温度传感器每十分钟发布一次数据，设置保留消息后，APP客户端打开即能收到最新温度，无需等待下一次发布。

<!-- END -->