物联网——专用消息队列MQTT

什么是物联网

物联网（Internet of Things，IoT）是指利用各传感器、设备、物品等，通过互联网技术实现相互连接和控制的网络系统。随着基础通讯设施的不断完善，尤其是 5G 的出现，进一步降低了万物互联的门槛和成本，将会逐渐渗透到更多的领域和行业中。物联网技术的发展将引领数字化和智能化转型（智能家居、智能交通、智能健康、工业制造、智能农业、智能城市、智能物流等），提升社会生产力和生活品质。

相关技术

传感器技术：利用传感器来感知物品和环境的状态，例如，温度、湿度、光照等。
通信技术：包括无线通信技术（如蓝牙、Wi-Fi、LoRa等）和有线通信技术（如以太网、光纤等），用于数据交换和通信。
数据存储技术：包括数据处理、数据存储、数据分析等技术，用于处理传感器采集的数据。
云计算技术：通过云计算平台，将大量的物联网数据进行汇总和分析，提供更高级的服务和功能。
安全技术：包括数据加密、身份认证、访问控制等技术，保障物联网系统的安全性和隐私。

MQTT

MQTT(Message Queue Telemetry Transport 消息队列遥测传输)协议，是基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的轻量级通讯协议，构建于TCP/IP协议，用极少的代码和有限的带宽，为远程设备提供实时可靠的消息服务，满足低电量消耗和低网络带宽的需求。目前基本所有开放云平台比如阿里云、腾讯云等都支持MQTT的接入。

MQTT协议特点

实现简单
提供数据传输的QoS
轻量、占用带宽低
可传输任意类型的数据
可保持会话

消息服务质量等级（QoS），有三种等级：
QoS 0：最多一次传输（At most once）：消息可能会丢失，但不会重传，可能导致消息丢失或者重复接收。
QoS 1：至少一次传输（At least once）：确保消息可以到达，如果没有收到确认，客户端会重传消息，但可能会导致消息重复接收。
QoS 2：恰好一次传输（Exactly once）：确保消息只能被接收一次，会进行更复杂的消息传递和确认机制，以保证消息只被处理一次。

安装MQTT服务

安装Mosquitto为MQTT服务，Mosquitto轻量级，支持多种系统，安装和测试比较容易，以Windows为例：
从官网（https://mosquitto.org/ )下载安装包 mosquitto-2.0.18-install-windows-x64.exe，双击按提示安装，启动服务(Mosquitto Broker)。

测试——发布订阅消息

1 使用Python脚本订阅主题（pip install paho-mqtt）

import paho.mqtt.client as mqtt

# 监听连接
def on_connect(client, userdata, flags, reason_code, properties):
    print(f"Connected with result code {reason_code}")
    client.subscribe("/mq/pub")  # 订阅主题

# 监听消息
def on_message(client, userdata, msg):
    print(msg.topic+" "+str(msg.payload))


# 初始化设置
mqttc = mqtt.Client(mqtt.CallbackAPIVersion.VERSION2)
mqttc.on_connect = on_connect
mqttc.on_message = on_message

# 连接MQTT服务
mqttc.connect("127.0.0.1", 1883, 60)

mqttc.loop_forever()

2 命令行工具发布主题消息
mosquitto_pub -h localhost -t /mq/pub -m {“data”:111}

3 python脚本收到消息如下，测试OK