一、什么是MQTT
物聯(lián)網(wǎng)（IoT）發(fā)展迅猛，傳感器、網(wǎng)關(guān)、云平臺(tái)之間如何高效通信成了核心問(wèn)題。MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）作為一種輕量級(jí)的消息傳輸協(xié)議，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于智能家居、工業(yè)控制、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等場(chǎng)景。
MQTT 是一種基于發(fā)布/訂閱（Pub/Sub）模式的輕量級(jí)消息協(xié)議，設(shè)計(jì)初衷是為低帶寬、不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的設(shè)備通信而生。它更像是廣播電臺(tái)：你訂閱頻道，誰(shuí)在頻道里發(fā)布了消息你就能收到，中間由一個(gè)叫做 Broker 的中間人來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)消息。

二、MQTT 的三大角色
Broker（消息代理）
Broker 就是 MQTT 網(wǎng)絡(luò)的大腦?？蛻?hù)端不互相通信，所有消息都通過(guò) Broker 中轉(zhuǎn)。主流 Broker 有
Mosquitto（輕量、適合嵌入式開(kāi)發(fā)）
EMQX（高性能、支持百萬(wàn)連接）
HiveMQ、RabbitMQ（企業(yè)級(jí)）
Publisher（發(fā)布者）
發(fā)布消息的人，比如你家的溫濕度傳感器，每隔 5 秒發(fā)布一次環(huán)境數(shù)據(jù)。
Subscriber（訂閱者）
對(duì)某類(lèi)消息感興趣的接收者，比如你手機(jī)里的 APP 訂閱了“家里客廳/溫度”，只要 Broker 收到這個(gè)主題的消息，就會(huì)推送給你。

三、核心機(jī)制-主題、保留消息
主題（Topic）
MQTT 的消息沒(méi)有標(biāo)題，靠的是主題（Topic）分類(lèi)。
保留消息（Retained Message）
比如你家的空調(diào)狀態(tài)是“開(kāi)啟”，訂閱者上線(xiàn)時(shí)希望立刻知道當(dāng)前狀態(tài)，可以發(fā)布一條“保留消息”，Broker 會(huì)記住它，并在有人訂閱時(shí)立刻推送。

四、GraniStudio是否支持MQTT

GraniStudio平臺(tái)是蘇州格拉尼視覺(jué)科技有限公司推出的對(duì)標(biāo)Labview的零代碼工控開(kāi)發(fā)平臺(tái)，該平臺(tái)支持MQTT服務(wù)器,客戶(hù)端,發(fā)送文本,接收文本和關(guān)閉MQTT通信。這幾個(gè)工具算子的介紹如下：
MQTT服務(wù)器

MQTT服務(wù)器屬于資源管理器算子部分,歸屬于資源管理器通用工具

通過(guò)主界面可配置IP地址和端口號(hào).然后選配高級(jí)設(shè)置是否啟用密碼功能,連接時(shí)是否需要驗(yàn)證賬號(hào)密碼,并在列表中支持顯示客戶(hù)端連接列表和主題列表,消息列表方便用戶(hù)調(diào)試使用。

操作示例

步驟一、創(chuàng)建IP地址和端口號(hào)，一定要注意IP格式如：127.0.0.1 默認(rèn)端口號(hào)：1883

步驟二、如輸入IP地址格式不正確將出現(xiàn)彈窗提示。

步驟三、如需要客戶(hù)端連接時(shí)需要輸入正確的賬號(hào)和密碼,就需要開(kāi)啟高級(jí)設(shè)置,設(shè)置連接驗(yàn)證,用戶(hù)名和密碼。

步驟四、設(shè)置完畢后點(diǎn)擊開(kāi)啟服務(wù)即可。

步驟五、打開(kāi)MQTT客戶(hù)端測(cè)試工具。注意客戶(hù)端IP為自動(dòng)分配

步驟六、點(diǎn)擊連接

連接不成功原因是因?yàn)榉?wù)器那邊開(kāi)啟了連接驗(yàn)證,所以需要輸入正確的驗(yàn)證信息才能連接成功。

步驟七、服務(wù)器列表中已顯示該客戶(hù)端的連接

步驟八、再次開(kāi)啟客戶(hù)端連接該服務(wù)器

列表中已顯示兩個(gè)客戶(hù)端的連接,

步驟九、客戶(hù)端1訂閱主題，客戶(hù)端2發(fā)布主題

步驟十、客戶(hù)端1顯示客戶(hù)端2發(fā)布主題。

從上圖可看出 MQTT服務(wù)器是一個(gè)代理服務(wù)，不同客戶(hù)端之間的通信。

一個(gè)客戶(hù)端可訂閱多個(gè)主題,。

MQTT客戶(hù)端

MQTT客戶(hù)端屬于資源管理器算子部分,歸屬于資源管理器通用工具

算子內(nèi)部自動(dòng)分配客戶(hù)端ID,通過(guò)主界面輸入MQTT服務(wù)器IP地址和端口號(hào)可連接MQTT服務(wù)器,然后選配高級(jí)設(shè)置是否啟用密碼功能,連接時(shí)是否需要驗(yàn)證賬號(hào)密碼,并支持顯示接收消息列表,通過(guò)界面可訂閱主題和發(fā)布主題,實(shí)現(xiàn)與MQTT服務(wù)器與MQTT其他客戶(hù)端的通信。

操作示例

步驟一、打開(kāi)客戶(hù)端算子后將默認(rèn)配分客戶(hù)端ID,無(wú)法修改

步驟二、配置IP和端口號(hào),IP格式:127.0.0.1 端口號(hào)：1883 默認(rèn)端口號(hào):1883

步驟三、是否開(kāi)啟高級(jí)設(shè)置,開(kāi)啟高級(jí)設(shè)置需輸入用戶(hù)名和密碼,,未開(kāi)啟將無(wú)需輸入, 默認(rèn)未開(kāi)啟。如果服務(wù)器開(kāi)啟用戶(hù)名驗(yàn)證將開(kāi)啟。

步驟四、點(diǎn)擊連接按鈕

即可在連接列表中顯示該客戶(hù)端連接信息

步驟五、點(diǎn)擊斷開(kāi)按鈕

點(diǎn)擊斷開(kāi)連接后服務(wù)器列表那會(huì)刷新,當(dāng)前客戶(hù)端處于未連接狀態(tài)

步驟六、訂閱主題

服務(wù)器將顯示客戶(hù)端訂閱列表。
使用客戶(hù)端2發(fā)布該主題

客戶(hù)端2發(fā)布主題并附加消息Test

步驟七、發(fā)布主題消息

客戶(hù)端2訂閱T1主題, 客戶(hù)端1發(fā)布主題T1

MQTT發(fā)送文本

MQTT發(fā)送文本屬于主任務(wù)設(shè)計(jì)器算子部分,歸屬于主任務(wù)設(shè)計(jì)器通用工具

算子內(nèi)部無(wú)需連接操作,通過(guò)引用依賴(lài)引用MQTT客戶(hù)端對(duì)象即可,實(shí)現(xiàn)代理客戶(hù)端對(duì)象發(fā)布主題消息功能,通過(guò)界面配置可配置主題,可引用主題和手動(dòng)輸入主題,也可引用消息和手動(dòng)輸入消息兩種方式。

需要發(fā)送消息必須有主題,需要發(fā)布主題必須消息,如用戶(hù)輸入主題當(dāng)前客戶(hù)端未發(fā)布將自動(dòng)發(fā)布該主題消息。

操作示例

創(chuàng)建服務(wù)器調(diào)試工具。

GS MQTT客戶(hù)端連接該服務(wù)器

創(chuàng)建兩個(gè)客戶(hù)端,模擬兩個(gè)客戶(hù)端之間通信

步驟一、引用MQTT 客戶(hù)端 對(duì)象

步驟二、使用自定義主題方式,輸入文本 R1

步驟三、使用自定義消息方式,輸入消息 Test

步驟四、注意事項(xiàng)主題和消息兩者均不可為空。

步驟五、點(diǎn)擊執(zhí)行按鈕

服務(wù)器已接收到MQTT客戶(hù)端發(fā)布主題和消息

客戶(hù)端2訂閱R1主題,與 GS MQTT客戶(hù)端建立連接

訂閱主題成功, 將剛GS MQTT客戶(hù)端發(fā)布主題和消息發(fā)送至該客戶(hù)端中

步驟六、使用引用方式

使用局部變量定義兩個(gè)變量,一個(gè)主題一個(gè)消息變量 均是GString類(lèi)型

步驟七、引用主題方式

步驟八、引用消息方式

因?yàn)榭蛻?hù)端2訂閱R1主題,發(fā)送文本發(fā)送的主題為R1 消息為GRaniTest。正常發(fā)送主題消息

MQTT接收文本

MQTT接收文本屬于主任務(wù)設(shè)計(jì)器算子部分,歸屬于主任務(wù)設(shè)計(jì)器通用工具

算子內(nèi)部無(wú)需連接操作,通過(guò)引用依賴(lài)引用MQTT服務(wù)器或客戶(hù)端對(duì)象即可,實(shí)現(xiàn)代理接收MQTT服務(wù)器或客戶(hù)端消息功能,通過(guò)界面選配項(xiàng)可配置接收超時(shí)功能,如在設(shè)置時(shí)長(zhǎng)內(nèi)未接收文本消息將視為超時(shí),如未打開(kāi)超時(shí)功能將默認(rèn)持續(xù)不斷等待接收,直到接收到文本即可。

時(shí)長(zhǎng)單位設(shè)置以毫秒為單位。

接收到文本將設(shè)置為本算子輸出項(xiàng),輸出結(jié)果字符串類(lèi)型未字符串類(lèi)型,字節(jié)類(lèi)型未Byte字節(jié)類(lèi)型。

操作示例

步驟一、訂閱客戶(hù)端主題 T1

步驟二、接收文本選擇引用對(duì)象

步驟三、是否打開(kāi)高級(jí)設(shè)置,默認(rèn) 未打開(kāi)

未打開(kāi)高級(jí)設(shè)置將一直等待文本接收

步驟四、是否打開(kāi)高級(jí)設(shè)置,打開(kāi)超時(shí)設(shè)置需要設(shè)置一個(gè)時(shí)長(zhǎng),如在規(guī)定時(shí)間內(nèi)為未接收到文本消息,則視為超時(shí),否則將接收文本顯示到輸出界面

打開(kāi)高級(jí)設(shè)置將在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)接收文本

3000毫秒內(nèi)未接收到文本

步驟五、主動(dòng)和被動(dòng)觸發(fā),當(dāng)引用一個(gè)MQTT通信對(duì)象時(shí),內(nèi)部已為此通信建立起一個(gè)接收事件,如果用戶(hù)點(diǎn)擊執(zhí)行按鈕為主動(dòng)觸發(fā)等待接收功能,如果是程序在流程中正常執(zhí)行到此處為被動(dòng)觸發(fā)等待接收功能,一般主動(dòng)觸發(fā)適用于調(diào)試階段的使用,被動(dòng)出發(fā)適用于在自動(dòng)流程中接收信號(hào)的使用。

主動(dòng)執(zhí)行接收

被動(dòng)接收

被動(dòng)接收

MQTT關(guān)閉

MQTT關(guān)閉屬于主任務(wù)設(shè)計(jì)器算子部分,歸屬于主任務(wù)設(shè)計(jì)器通用工具

MQTT關(guān)閉算子將代理MQTT服務(wù)器或客戶(hù)端關(guān)閉通信功能,可通過(guò)引用依賴(lài)配置MQTT服務(wù)器或客戶(hù)端,如內(nèi)部引用MQTT服務(wù)器將停止監(jiān)聽(tīng),禁止發(fā)送消息和客戶(hù)端的連接.如為MQTT客戶(hù)端將停止需MQTT服務(wù)器的連接,停止發(fā)送消息。

操作示例

步驟一、使用拖拉拽方式在主任務(wù)設(shè)計(jì)器工具箱中將關(guān)閉MQTT通信算子創(chuàng)建在畫(huà)布中。

步驟二、選擇引用依賴(lài)框配置一個(gè)MQTT類(lèi)相關(guān)算子如:GMQTT服務(wù)器,GMQTT客戶(hù)端。暫時(shí)支持類(lèi)型(GMQTTClient,GMQTTServer))，兩種數(shù)據(jù)類(lèi)型。

步驟三、算子執(zhí)行成功,可繼續(xù)使用初始化算子再次初始化方可繼續(xù)使用標(biāo)刻功能。

五、為什么選擇GraniStudio MQTT通信協(xié)議？

保持 ClientID 唯一，防止連接互踢

合理規(guī)劃主題命名，避免混亂

連接長(zhǎng)時(shí)間保持，不必頻繁重連

消息機(jī)制更靈活，低功耗設(shè)備友好

更適合物聯(lián)網(wǎng)中“一對(duì)多”或“多對(duì)多”的場(chǎng)景

審核編輯 黃宇