物聯(lián)網(wǎng)全棧教程的mqtt協(xié)議學(xué)習(xí)手冊(cè)

物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議 學(xué)習(xí)手1、MQTT協(xié)議是IOT（InternetofThings）領(lǐng)域的一個(gè)主流TT場(chǎng)合。目前國(guó)內(nèi)的主流T服務(wù)器供應(yīng)商均提供對(duì)TT協(xié)議的解析比如云計(jì)算，阿里云計(jì)算等。TT絡(luò)了發(fā)。TTTT我們提到物聯(lián)網(wǎng)指的是通過IPMQTTV3.1.1手冊(cè)地址：下面章節(jié)大部分內(nèi)容均參考此手冊(cè)。2、MQTT通信協(xié)議需要有三個(gè)角色這段文字參考云計(jì)算的幫助文檔 MQTT協(xié)議提到的一個(gè)名詞“”，類似于文件夾的名字一樣。比如小王是電腦的主人，他的電腦a文件夾就可以了。上述的“aMQTT協(xié)議里面稱作。左圖詮釋了MQTT協(xié)議里的三個(gè)在MQTT協(xié)議里，“”就是一里面到消息。服務(wù)器在國(guó)內(nèi)有的IoTHubIoTHub，還有很發(fā)布者客戶端和訂閱者客戶端既可以是同一臺(tái)設(shè)備，也可以是不同的設(shè)備，只要這臺(tái)設(shè)備可以通過服務(wù)器的認(rèn)證，并且遵循MQTT協(xié)議，就 服務(wù)器接收到小劉的溫度信息后，會(huì)查找當(dāng)前都有哪些訂閱者想看 的信息小林訂閱了 的內(nèi)容，只要小劉發(fā)送一次信息，小林就可以立馬接收到對(duì)應(yīng)的信息號(hào)苦信在的。如果1000個(gè)小林這樣的角色不停地給服務(wù)器發(fā)送溫度數(shù)據(jù)。我們都知道服務(wù)器有數(shù)據(jù)保存和數(shù)據(jù)處4、在MQTT通信協(xié)議里，字符串需要遵UTF-8編碼規(guī)不是一個(gè)東西。MQTT協(xié)議約定：數(shù)據(jù)傳送時(shí)，高字節(jié)，同時(shí)，每個(gè)字節(jié)里面的最先傳輸。UTF-8編碼規(guī)范簡(jiǎn)單點(diǎn)理解的話，可以看作在一個(gè)字符串的前方加了一個(gè)長(zhǎng)度的表示。如下表所示。字符串“JiXiaoXin”的UTF-8寫法76543210byte8byte8byte字符串?dāng)?shù)據(jù)byte字符串?dāng)?shù)據(jù)byte字符串?dāng)?shù)據(jù)byte字符串?dāng)?shù)據(jù)byte字符串?dāng)?shù)據(jù)byte字符串?dāng)?shù)據(jù)byte字符串?dāng)?shù)據(jù)byte字符串?dāng)?shù)據(jù)byte字符串?dāng)?shù)據(jù)16Bit的無符號(hào)型整數(shù)。這里的0X00099個(gè)字符（9ASCII碼表示的）這個(gè)編碼規(guī)范約束了字符串的最大長(zhǎng)度為名稱，客戶端的名稱，服務(wù)器的登錄賬號(hào)，服務(wù)器的登錄等。 的一幀典型的消息最多由三部分組成固定頭（所有的消息必須包含） 可變頭（有些沒有） 有效內(nèi)容（有些沒有TT（的）。76543210MQTT對(duì)應(yīng)左邊的控制包，一些標(biāo)志位的設(shè)固定頭后面所有字節(jié)的長(zhǎng)固定頭后面所有字節(jié)的長(zhǎng)度byte（可能有byte（可能有byte（可能有TT4接下來分別說明一下固定頭第一個(gè)字節(jié)的含義和“剩下所有字節(jié)長(zhǎng)MQTT（14種不同的類型名十進(jìn)信息傳輸方說保留，暫時(shí)沒0無保留，暫時(shí)沒1客戶端請(qǐng)求連接到服務(wù)2連接確3雙發(fā)布消4雙發(fā)布消息確5雙Publishreceived(assureddeliverypart6雙Publishrelease(assureddeliverypartP7雙Publishcomplete(assureddeliverypart8客戶端請(qǐng)求訂9訂閱確客戶端請(qǐng)求取消取消訂閱確客戶端正在斷開保留，暫時(shí)沒無保留，暫時(shí)沒Bit3-Bit0。除了“發(fā)布消息”的控制包類型對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位比較特殊外，其他的13種控制包類型對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位是固定的，不可變更。 14MQTT控制包類后面的標(biāo)志BitBitBitBit固定0000固定0000UsedinMQTT固定0000固定0000固定0010P固定0000固定0010固定0000固定0010固定0000固定0000固定0000固定0000DUP,QoS,RETAINMQTTV3.1.1協(xié)議里用的，用于描述發(fā)布的這一幀消息的屬性，在后依據(jù)上述規(guī)則，我們可以很容易得到14種固定頭的第一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容：（16進(jìn)制表示14種固定頭的第一字固定頭名第一字信息傳輸方固定頭含客戶端請(qǐng)求連接到服務(wù)連接確雙發(fā)布消息（依據(jù)發(fā)布消息不同而不同雙發(fā)布消息確雙Publishreceived(assureddeliverypart雙Publishrelease(assureddeliverypartP雙Publishcomplete(assureddeliverypart客戶端請(qǐng)求訂訂閱確客戶端請(qǐng)求取消取消訂閱確客戶端正在斷開0，不需要確認(rèn)的消息，此時(shí)設(shè)置上表中橙色部分為后面的所講述的內(nèi)容，都和固定頭的名字有關(guān)系，不同的固定頭后面跟隨的內(nèi)容不一樣“剩余長(zhǎng)度”指的 可變頭（有些沒有） 有效內(nèi)容（有些沒有）所有字節(jié)的數(shù)量“剩余長(zhǎng)度”采用的是一可變長(zhǎng)度”編碼規(guī)這種編碼規(guī)則可以使用較少的字節(jié)表達(dá)較表達(dá)的數(shù)值范圍是：0-127，如果一個(gè)數(shù)字超過127，那么必須再用一個(gè)字節(jié)才可以表示，同時(shí)，這個(gè)字節(jié)的Bit7要置1。這個(gè)編碼規(guī)則本身最多占用節(jié)。舉例如下：假如數(shù)字68，160X44，大小小127，所碼規(guī)則和常規(guī)一樣。假如數(shù)字321大于127，所以編碼需要遵守編碼規(guī)則，應(yīng)該是 0X02，具體的解釋如下765432107654321011000001000000100100000100000010第一個(gè)字第二個(gè)字65+2*128=“可變長(zhǎng)度”編碼規(guī)則的編碼字節(jié)數(shù)最小最大101272128(0x80,316384(0x80,0x80,42097152(0x80,0x80,0x80,可變頭標(biāo)識(shí)占兩個(gè)字節(jié)。一個(gè)可變頭包含很多內(nèi)容，可變頭標(biāo)識(shí)只是其中的一部分先簡(jiǎn)單說一下可變頭標(biāo)識(shí)的出現(xiàn)場(chǎng)合，后面有詳細(xì)說明?？勺冾^標(biāo)識(shí)是否有必要和固定頭名字固定頭名字和第一固定頭含可變頭標(biāo)客戶端請(qǐng)求連接到服務(wù)連接確發(fā)布消息（依據(jù)發(fā)布消息不同而不同YES(IfQoS>發(fā)布消息確Publishreceived(assureddeliverypartPublishrelease(assureddeliverypartPPublishcomplete(assureddeliverypart客戶端請(qǐng)求訂訂閱確客戶端請(qǐng)求取消取消訂閱確客戶端正在斷開76543210每一位含UserWillWillWill取XXXXXXX0描無用戶有用戶沒有看詳細(xì)解CleanSession：如果該位被設(shè)置為0，則該連接被認(rèn)為是持久連接，其具體表現(xiàn)為：當(dāng)該客戶斷開后，任何訂閱的和QoS被設(shè)置為1或2的信息都會(huì)保存，直到該客戶端再次連接上server端（云物接入服務(wù)支持將該消息保留24小時(shí)）。若“cleansession”被設(shè)置為1，當(dāng)該客戶斷開后，所有的訂閱都會(huì)被移illlagillpic和lleageWillQoSWillFlag00。WillRetain：遺囑保留，如果勾選遺囑保留，遺囑消息發(fā)布時(shí)將會(huì)保留且發(fā)送給新的訂閱消息。MQTTKeepAlive機(jī)制在客戶端異常斷開時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。當(dāng)客戶端斷開時(shí)（例如：電量息后，當(dāng)服務(wù)器檢測(cè)到客戶端離線后，就會(huì)發(fā)送保存在特定上的LWT信息，讓其它訂閱該的客戶端知道該節(jié)點(diǎn)已經(jīng)意外離線。息丟失或重復(fù)，取決于TCP/IP提供的盡最大努力交互的數(shù)據(jù)包服務(wù)。 幀內(nèi)容依據(jù)傳輸內(nèi)容的不一樣，所占字節(jié)的長(zhǎng)度也不一樣。比如會(huì)包含用戶名，的信息，不同的服務(wù)器不同的用戶肯定不一樣。注意：幀內(nèi)容里的數(shù)據(jù)主要是字符串，需要符合UTF-8編碼規(guī)范。簡(jiǎn)單說一下幀內(nèi)容的出現(xiàn)場(chǎng)固定頭名字和第一固定頭含可變頭標(biāo)幀內(nèi)客戶端請(qǐng)求連接到服務(wù)必須要連接確發(fā)布消息（依據(jù)發(fā)布消息不同而不同YES(IfQoS>看情況變發(fā)布消息確Publishreceived(assureddeliverypartPublishrelease(assureddeliverypartPPublishcomplete(assureddeliverypart客戶端請(qǐng)求訂必須要訂閱確必須要客戶端請(qǐng)求取消必須要取消訂閱確客戶端正在斷開6、MQTT連接服務(wù)器+心跳“CONNECT”，客戶端發(fā)送給服務(wù)器的連個(gè)。送驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)是否連通的方法很簡(jiǎn)單，只需要發(fā)送“請(qǐng)求”到服務(wù)器，如果服務(wù)器有響應(yīng)就證明網(wǎng)絡(luò)是可靠的。發(fā)送（16進(jìn)制格式）C000，服務(wù)器必須返回（16進(jìn)制格式）D000。“固定頭0X10，后續(xù)的幀長(zhǎng)度要看后面跟隨多少信息，待定（0X53）?！翱勺冾^”：協(xié)議名（UTF-8編碼）+協(xié)議版本1字節(jié)+連接的標(biāo)識(shí)符1字節(jié)+心跳包時(shí)間2字節(jié)一個(gè)完整的可變頭如下表所字描76543210協(xié)議名稱（固定值byte100000000byte2LengthLSB00000100byte301001101byte401010001byte501010100byte601010100協(xié)議版本（固定值76543210byte700000100連接的標(biāo)識(shí)符（有用戶名，有，客戶端掉線后服務(wù)器清空客戶端的信息byte8PasswordFlag(1)WillRetainWillQoSWillFlagCleanSession(0)11000010那么服務(wù)器認(rèn)為這個(gè)客戶端已失聯(lián)，會(huì)主動(dòng)斷開與客戶端的連接byte9KeepAliveMSB00000000byte10KeepAliveLSB00111100“有效內(nèi)容”：“用戶ID” “臨終消息”+“臨終消息”+“用戶名”+“用戶 必須保持唯一，在一個(gè)服務(wù)器上的所有設(shè)備，每個(gè)設(shè)備的ID都不一樣“臨終消息”和“臨終消息”如果可變頭里面 意我在試前要置服器然獲一用名。如面樣格：戶：jixin/jiain 戶I：no戶D自起名)t=依據(jù)上述的設(shè)置，本例子在連接服務(wù)器的時(shí)候，有效內(nèi)容應(yīng)該如下表所示發(fā)送，UTF8編發(fā)送用戶ID，UTF8fqML0i9nKgF_zYjaKohV發(fā)送用戶名，UTF8qeRj7i8x0XwinnR/pjti0xUi0aXoxxriqnq5發(fā)送，UTF8編VEHydmcjIo=nJ所以，發(fā)送以下信息到服務(wù)器即可 進(jìn)制格式1000044D51545404C20000084C696E675F5961000F6A6978696E2F6A697869616F7869002C796D6A6F684A66714D4F394B467A6A4B68567165523738776E52707