执法记录仪、智能安全帽,图传-数传到可视指挥调度平台,MQTT相比其它通信协议的优势
MQTT 协议的全称是 Message Queuing Telemetry Transport,翻译为消息队列传输探测,它是 ISO 标准下的一种基于发布 - 订阅模式的消息协议,它是基于 TCP/IP 协议簇的,它是为了改善网络设备硬件的性能和网络的性能来设计的。MQTT 一般多用于 IoT 即物联网上,广泛应用于工业级别的应用场景,比如汽车、制造、石油、天然气等。
在执法记录仪、智能安全帽等AIoT物联网行业,采用的网络结构基本都是中心化的网络模式,即CMS模式,而一般不用P2P的对等网络模式。而且在数据交互上通常也都是会话模式,而不是网络数据流模式。
MQTT的核心在于它的消息队列模型,也就是它的中心化模型和消息模型,消息队列是一个非常优秀的网络数据通信模型,这个在互联网行业领域已经被反复验证过了,所以,MQTT相当于在TCP网络的基础上设计了一套基于消息队列的中心化的网络模型,来解决物联网行业的数据通信、数据交换的需求。
在了解了 MQTT 的概念和应用场景后,我们下来就来走进 MQTT 的学习中了,先来看一下 MQTT 有哪些概念。MQTT 基础上面我们解释了 MQTT 协议的基本概念,MQTT 协议总结一点就是一种轻量级的二进制协议,MQTT 协议与 HTTP 相比具有一个明显的优势:数据包开销较小,数据包开销小就意味着更容易进行网络传输。还有一个优势就是 MQTT 在客户端容易实现,而且具有易用性,非常适合当今资源有限的设备。
MQTT 与消息队列的区别
我们现在知道,MQTT 是一种消息队列传输探测协议,这种协议是看似是以消息队列为基础,但却与消息队列有所差别。
在传统的消息队列模式中,一条消息会存储在消息队列中等待被消费,每个传入的消息都存储在消息队列中,直到它被客户端(通常称之为消费者)所接收,如果没有客户端消费消息的话,这条消息就会存在消息队列中等待被消费。但是在消息队列中,不会存在消息没有客户端消费的情况,但是在 MQTT 中,确存在 topic 无 subscriber 订阅的情况。
在传统的消息队列模式中,一条消息只能被一个客户端所消费,负载会分布在队列的每个消费者之间;而在 MQTT 中,每个订阅者都会受到消息,每个订阅者有相同的负载。
在传统的消息队列模式中,必须使用单独的命令来显式创建队列,只有队列创建后,才可以生产或者消费消息;而在 MQTT 中,topic 比较灵活,可以即时创建。
HiveMQ 现在是开源的,HiveMQ 社区版实现了 MQTT broker 规范,并兼容了 MQTT 3.1、3.1.1 和 MQTT 5。HiveMQ MQTT Client 是一个基于 Java 的 MQTT 客户端实现,兼容 MQTT 3.1.1 和 MQTT 5。这两个项目都可以在 HiveMQ 的 github https://github.com/hivemq 上找到。
我们知道,broker 将 publisher 和 subscriber 进行分离,因此客户端的连接由 broker 代理,所以在我们深入理解 MQTT 之前,我们需要先知道客户端和代理的含义。
兼容百家的统一独立的执法记录仪可视指挥调度平台VMS/smarteye, https://www.besovideo.com/detail?t=1&i=153
多源视频融合通信可视指挥调度平台VMS/smarteye概述,https://www.besovideo.com/detail?t=1&i=240
免费的公网对讲平台(PoC/push2talk),可私有化部署,免费的国标GB28181平台,提供丰富的标准restful规范的WEB SDK,可快速融合客户的业务系统平台,可以实现丰富多样的移动视频终端产品的统一接入,包括但不限于智能安全帽、执法记录仪、各种模拟/数字DMR对讲机、公网对讲机等、摄录手电、头盔天眼摄像头、智能布控球、车载NVR/DVR、无人机5G视频回传等,https://www.besovideo.com/detail?t=2&i=941
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MQTT 重要概念MQTT client当我们讨论关于客户端的概念时,一般指的就是 MQTT Client,publisher 和 subscriber 都属于 MQTT Client。之所以有发布者和订阅者这个概念,其实是一种相对的概念,就是指当前客户端是在发布消息还是在接收消息,发布和订阅的功能也可以由同一个 MQTT Client 实现。MQTT 客户端是指运行 MQTT 库并通过网络连接到 MQTT broker 的任何设备,这些设备可以从微控制器到成熟的服务器。基本上,任何使用 TCP/IP 协议使用 MQTT 设备的都可以称之为 MQTT Client。MQTT 协议的客户端实现非常简单直接。易于实施是 MQTT 非常适合小型设备的原因之一。 MQTT 客户端库可用于多种编程语言。 例如,Android、Arduino、C、C++、C#、Go、iOS、Java、JavaScript 和 .NET。MQTT broker与 MQTT client 对应的就是 MQTT broker,broker 是任何发布/订阅机构的核心,根据实现的不同,代理可以处理多达数百万连接的 MQTT client。broker 负责接收所有消息,过滤消息,确定是哪个 client 订阅了每条消息,并将消息发送给对应的 client,broker 还负责保存会话数据,这些数据包括订阅的和错过的消息。broker 还负责客户端的身份验证和授权。MQTT ConnectionMQTT 是基于 TCP/IP 协议基础之上的,所以 MQTT 的 client 和 broker 都需要 TCP/IP 协议的支持。
MQTT 的连接总是在 client 和 broker 之间进行,client 和 client 之间并不会相互连接。如果要发起连接的话,那么 client 就会向 broker 发起 CONNECT 消息,代理会使用 CONNACK 消息和状态码进行响应。一旦 client 和 broker 的连接建立后,broker 就会使客户端的连接一直处于打开状态,直到 client 发出断开命令或者连接中断。
消息报文MQTT 的消息报文主要分为 CONNECT 和 CONNACK 消息。CONNECT我们上面提到了为了初始化连接,需要 client 向 broker 发送 CONNECT 消息,如果这个 CONNECT 消息格式错误或者打开套接字(因为基于 TCP/IP 协议栈需要初始化 Socket 连接)时间过长,亦或是发送连接消息时间过长的话,broker 就会关闭这条连接。