基于mqtt物聯(lián)網(wǎng)消息推送系統(tǒng)

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1、基于MQTT物聯(lián)網(wǎng)消息推送系統(tǒng)*姜妮張宇趙志軍(中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所高性能網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室北京100190)摘要:隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和移動(dòng)終端的普及，人們更加希望能夠隨時(shí)隨地方便地獲取信息和服務(wù)。本文旨在研究一種物聯(lián)網(wǎng)消息推送系統(tǒng)，選用適合物聯(lián)網(wǎng)的消息協(xié)議———MQTT，通過(guò)消息中間件，采用發(fā)布/訂閱機(jī)制實(shí)現(xiàn)消息推送。相比于傳統(tǒng)拉取方式，基于MQTT的物聯(lián)網(wǎng)消息推送系統(tǒng)更加及時(shí)、高效、省流量、省資源。關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)，消息推送，MQTT，消息中間件，發(fā)布/訂閱AMessagePushingSystemofIOTBasedonMQTTJIANGNi，ZHANGYu，ZHAOZhiju

2、n(InstituteofAcoustics，ChineseAcademyofSciences，Beijing，100190，China)Abstract:WiththerapiddevelopmentofIoTtechnology，aswellasthepopularityofmobileterminals，peoplehopetobemoreeasilyaccesstoinformationandservicesanytimeandanywhere．ThispaperaimstostudyamessagepushingsystemofIOT，choosingames-sa

3、geprotocolwhichissuitableforIOT———MQTT，bytheMessageOrientedMiddleware，Usingpublish/subscribemechanismtohavethemessagepushed．Comparedtothetraditionalpullmode，themessagepushingsystemofIOTbasedonMQTTismoretimely，effi-cient，savingflowrateandresources．Keywords:IOT，messagepushing，MQTTprotocol，Mes

4、sageOrientedMiddleware，Publish/Subscribe1MQTT簡(jiǎn)介MQTT(MessageQueuingTelemetryTransport———消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸)，是一項(xiàng)為物聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計(jì)的消息傳遞技術(shù)，它是一種開(kāi)放、精簡(jiǎn)、輕量級(jí)和容易實(shí)現(xiàn)的協(xié)議，特別適用于低帶寬，網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)代價(jià)昂貴以及處理器和存儲(chǔ)器資源有限的嵌入式設(shè)備和移動(dòng)終端上。MQ協(xié)議特點(diǎn)如下:(1)開(kāi)放:由IBM和Eurotech公司聯(lián)合研制，開(kāi)放公開(kāi)的協(xié)議專(zhuān)門(mén)為“設(shè)備”網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)定制。(2)輕巧:傳輸格式的最小化，無(wú)應(yīng)用消息頭，最小的數(shù)據(jù)包只有2個(gè)比特;復(fù)雜度降低，所需容量小。(3)可

5、靠:三種不同的服務(wù)質(zhì)量:“至多一次”，消息發(fā)布完全依賴(lài)底層TCP/IP網(wǎng)絡(luò)。會(huì)發(fā)生消息丟失或重復(fù)。這一級(jí)別可用于如下情況，環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)，丟失一次讀記錄無(wú)所謂，因?yàn)椴痪煤筮€會(huì)有第二次發(fā)送?！爸辽僖淮巍?，確保消息到達(dá)，但消息重復(fù)可能會(huì)發(fā)生。“只有一次”，確保消息到達(dá)一次。這一級(jí)別可用于如下情況，在計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中，消息重復(fù)或丟失會(huì)導(dǎo)致不正確的結(jié)果。②如果客戶(hù)端意外掉線(xiàn)，使用“遺愿”發(fā)布一條消息。③帶狀態(tài)的語(yǔ)義，以及“持久的”訂閱［1］。本文于2014－07－11收到。*基金項(xiàng)目:工信部重大專(zhuān)項(xiàng)(編號(hào):2012ZX03005007)。姜妮等:基于MQTT物聯(lián)網(wǎng)消息推送系統(tǒng)6期63(4)

6、簡(jiǎn)單:簡(jiǎn)單體積小的發(fā)布/訂閱消息模式，異步“推送”傳輸，簡(jiǎn)單的使用方式———連接、發(fā)布、訂閱、斷開(kāi)。MQTT在移動(dòng)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)(1)可靠傳輸:可靠安全的信息交互;大規(guī)模、高可用性的支持;與企業(yè)服務(wù)建議集成。(2)消息推送:實(shí)時(shí)通知;豐富的推送內(nèi)容;靈活的發(fā)布/訂閱;消息存儲(chǔ)與過(guò)濾。(3)低帶寬、低耗能、低成本:占用移動(dòng)應(yīng)用程序空間小;帶寬利用率高;耗電量少;比SMS便宜。2消息中間件概述2．1消息中間件概念消息中間件利用高效可靠的消息傳遞機(jī)制進(jìn)行平臺(tái)無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)交流，并基于數(shù)據(jù)通信來(lái)進(jìn)行分布式系統(tǒng)的集成。通過(guò)提供消息傳遞和消息排隊(duì)模型，它可以在分布式環(huán)境下擴(kuò)展進(jìn)程間的通信，尤其

7、適合處理網(wǎng)絡(luò)變化頻繁、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜的通信過(guò)程。2．2消息中間件的消息傳遞模式消息中間件提供了兩種最普遍的消息傳遞模式:點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式(Point－to－Point，PTP)和發(fā)布/訂閱模式(Publish/Subscribe)。(1)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式。PTP模式用于消息發(fā)布者和消息接收者一對(duì)一的通信，消息發(fā)布者發(fā)布消息到消息隊(duì)列中，消息接收者從消息隊(duì)列讀取消息。PTP模式的最大優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)，數(shù)據(jù)通信雙方的耦合度太高、擴(kuò)展性較差，通信雙方任一方發(fā)生變化時(shí)，另一方的應(yīng)用程序都會(huì)作相應(yīng)并更，不利于多