关于工业物联网的五大灵魂拷问，MQTT+SSL+JSON概念全贯通

MQTT协议是广泛应用的物联网协议，使用测试MQTT协议需要MQTT的代理。有两种方法使用MQTT服务，一是租用现成的MQTT服务器，如阿里云，百度云，华为云等公用的云平台提供的MQTT服务，使用公用的MQTT服务器的好处是省事，但如果仅仅用于测试学习还需要注册帐号，灵活性差些，有的平台还需要付费。另一方法是自己使用开源的MQTT组件来搭建。
MQTT服务器非常多，如apache的ActiveMQ，emtqqd，HiveMQ，Emitter，Mosquitto，Moquette等等。
这里介绍的是用轻量级的mosquitto开源项目来搭建一个属于自己的MQTT服务器。
第一步：需要安装一台linux主机，这不多介绍，可以使用真机安装也可以使用虚拟机安装。如果仅仅是自己测试使用都可以。
第二步：下载mosquitto需要的依赖
sudo apt-get install libssl-devsudo apt-get install uuid-devsudo apt-get install cmake
第三步：下载mosquitto并解压，现在mosquitto官网最新的版本是151
tar xzvf mosquitto-151targz
第四步：编译
cd mosquitto-151/
make
make install
第五步：启动mosquitto
/mosquitto -v
1535473957: mosquitto version 151 starting
1535473957: Using default config
1535473957: Opening ipv4 listen socket on port 1883
1535473957: Opening ipv6 listen socket on port 1883
这时候mosquitto就会以默认的参数启动。如果需要带配置文件可以修改配置文件mosquittoconf，
启动时候加上参数 -c，
/mosquitto -c mosquittoconf
可以看到，mosquitto监听的端口为1883
这时候我们的MQTT服务器就搭建好了。可找一个mqtt客户端来测试一下。
先发布一个主题“home/garden/fountain/2”
内容是“hello world”
这时候在mosquitto会打印出下面的log
535474247: New connection from 1921681105 on port 1883
1535474247: New client connected from 1921681105 as MQTT_FX_Client (c1, k60)
1535474247: No will message specified
1535474247: Sending CONNACK to MQTT_FX_Client (0, 0)
1535474307: Received PINGREQ from MQTT_FX_Client
1535474307: Sending PINGRESP to MQTT_FX_Client
1535474339: Received PUBLISH from MQTT_FX_Client (d0, q0, r0, m0, 'home/garden/fountain/2', (12 bytes))
1535474367: Received PINGREQ from MQTT_FX_Client
1535474367: Sending PINGRESP to MQTT_FX_Client
订阅主题“home/garden/fountain/2”
可以看到收到了自己发布的消息。
用wireshark抓包
可以看到抓到了一个MQTT的publish的报文。

有很多通信模块只有TCP功能，没有MQTT功能，比如WIFI，W5500等模块，还有一些NBIOT模块，但是又想连接阿里云物联网平台，官方提供了 *** 作系统，需要自己移植，很麻烦，比较难看得懂。就在想有没有一些简单一定的方法。
心想MQTT是基于TCP的，能否使用TCP转MQTT？因此就想使用TCP协议然后转MQTT协议连接阿里云物联网平台，经过试验证明是可以的。
首先我们先分析一下如何登陆接入Onenet平台。
先从它数据格式开始分析。首先我们要从后台取出三个信息，我们以这个为例。
我们把产品ID，设备名称，设备秘钥，简称三要素 (具体是什么看你自己的设备)
其实阿里云物联网平台的MQTT协议用的就是标准的，不过它加入了自己的认证方式。
MQTT协议需要上传四个参数，报活时间，clientID，用户名，密码。
那么阿里云的就在clientID，用户名，密码做了手脚。
clientID比较长，按照一定的格式
用户名：设备名和秘钥组成
密码：使用了加密串进行了加密，有sha1或者MD5加密方式
下面我们来介绍一下
MQTT接入都是发十六进制的数据。
么我们发送的时候就是这样子的一串数据
0x74 0x00 0x04 0x4d 0x51 0x54 0x54 0x04 0xC0 0078 0033 0x61 0x62 0x63 0x7c 0x73 0x65 0x63 0x75 0x72 0x65 0x6d 0x6f 0x64 0x65 0x3d 0x33 0x2c 0x73 0x69 0x67
0x6e 0x6d 0x65 0x74 0x68 0x6f 0x64 0x3d 0x68 0x6d 0x61 0x63 0x73 0x68 0x61 0x31 0x2c 0x74 0x69 0x6d 0x65 0x73 0x74 0x61 0x6d 0x70 0x3d 0x31 0x32 0x30 0x7c 0009
0x35 0x36 0x37 0x38 0x26 0x31 0x32 0x33 0x34 0028 0x32 0x32 0x32 0x37 0x35 0x30 0x44 0x45 0x44 0x46 0x45 0x34 0x46 0x37 0x37 0x34 0x30 0x30 0x32 0x45 0x45 0x38 0x37 0x45 0x45 0x44 0x32 0x39 0x43 0x46 0x44 0x30 0x36 0x33 0x38 0x43 0x35 0x46 0x36 0x36
十六进制解释
数据长度：0x74
协议数据长度 0x00 0x04
协议类型： 0x4d 0x51 0x54 0x54
协议数据： 0x04 0xC0
keepAlive数据:0078
ClientID长度:0033
ClientID: 0x61 0x62 0x63 0x7c 0x73 0x65 0x63 0x75 0x72 0x65 0x6d 0x6f 0x64 0x65 0x3d 0x33 0x2c 0x73 0x69 0x67 0x6e 0x6d 0x65 0x74 0x68 0x6f 0x64 0x3d 0x68 0x6d 0x61 0x63 0x73 0x68 0x61 0x31 0x2c 0x74 0x69 0x6d 0x65 0x73 0x74 0x61 0x6d 0x70 0x3d 0x31 0x32 0x30 0x7c
用户名:0009
用户名: 0x35 0x36 0x37 0x38 0x26 0x31 0x32 0x33 0x34
密码长度：0028
密码: 0x32 0x32 0x32 0x37 0x35 0x30 0x44 0x45 0x44 0x46 0x45 0x34 0x46 0x37 0x37 0x34 0x30 0x30 0x32 0x45 0x45 0x38 0x37 0x45 0x45 0x44 0x32 0x39 0x43 0x46 0x44 0x30 0x36 0x33 0x38 0x43 0x35 0x46 0x36 0x36复制代码上面的就是连接服务器的连接包
下面呢，我们来做个发布包(上传数据到服务器)
0x30 0x1D 0009 2f7379732f706f7374 0x7b 0x70 0x61 0x72 0x61 0x6d 0x73 0x3a 0x7b 0x74 0x65 0x6d 0x70 0x3a 0x31 0x30 0x7d 0x7d
十六进制数据解释
数据头：0x30
数据长度：0x1D
TopicName数据长度：0009
TopicName数据内容：2f7379732f706f7374
主体json数据: 0x7b 0x70 0x61 0x72 0x61 0x6d 0x73 0x3a 0x7b 0x74 0x65 0x6d 0x70 0x3a 0x31 0x30 0x7d 0x7d复制代码以上就是连接阿里云的数据包格式及发布数据的格式，由于时间问题没有做订阅的数据包分析，下一次更新订阅的内容。

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是IBM开发的一个即时通讯协议。它是一种发布/订阅，极其简单和轻量级的消息传递协议，专为受限设备和低带宽，高延迟或不可靠的网络而设计。它的设计思想是轻巧、开放、简单、规范，易于实现。这些特点使得它对很多场景来说都是很好的选择，特别是对于受限的环境如机器与机器的通信（M2M）以及物联网环境。相对于XMPP，MQTT更加轻量级，并且占用的宽带低。

MQTT协议有以下特点：

那么问题来了？重连连接成功后重复接收到最后一条消息
MQTT推送消息订阅端重复接收问题。
（背景）订阅端断开的时候，发布端多次推送消息。
（现象）订阅端启动时，接收到最后一条推送消息有两次；即使Qos设置为2；依然是两次。
经排查是因为
MqttMessage的Retained设置为了true;
该值很多文章上只说了是 消息保留机制，若设置为true，mqtt服务器会保留每次发布的消息；较少提到 若订阅某主题的客户端重启，则会把此主题之前发布的消息重新推送到客户端。该值默认为false;去掉修改该值即可
那么问题来了？重连连接后手动那么多遗漏的消息，怎么选择只接收最新的一条消息呢？
MQTT推送消息订阅端重复接收问题。
（背景）订阅端断开的时候，发布端多次推送消息。
（现象）订阅端启动时，接收到msg1，msg2，msg3 （这三个消息都是同一个类型消息，只需要处理最新的msg3就好，不然界面会刷新三次）这个谁有什么好办法没呢？

GitHub地址： >MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是轻量级基于代理的发布/订阅的消息传输协议，设计思想是开放、简单、轻量、易于实现。这些特点使它适用于受限环境。例如：\x0d\①网络代价昂贵，带宽低、不可靠。\x0d\②在嵌入设备中运行，处理器和内存资源有限。\x0d\该协议的特点有：\x0d\①使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合。\x0d\②对负载内容屏蔽的消息传输。\x0d\③使用 TCP/IP 提供网络连接。\x0d\④有三种消息发布服务质量：\x0d\⑤"至多一次"，消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送。\x0d\⑥"至少一次"，确保消息到达，但消息重复可能会发生。\x0d\⑦"只有一次"，确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况，在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。\x0d\⑧小型传输，开销很小（固定长度的头部是 2 字节），协议交换最小化，以降低网络流量。\x0d\⑨使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制。\x0d\WebSocket则提供使用一个TCP连接进行双向通讯的机制，包括网络协议和API，以取代网页和服务器采用>MQTT是用于物联网的标准消息传递协议，具有轻巧高效、双向通讯、安全、可靠传递等优点，常被设计为一种非常轻量级的发布，适用于较小的代码占用量和网络带宽连接远程设备。
随着物联网、大数据及人工智能的迅速发展，自动化厂商也在加速推进物联网战略，推出各自的IoT和数字化解决方案。作为主流物联网协议的MQTT协议迅速成为各自动化设备厂商关注的重点，各大自动化厂商为了加速实现互联互通的工业物联网，纷纷开始在 PLC 中集成 MQTT 协议，以方便 PLC 数据的采集，如西门子、倍福、菲尼克斯、矩形科技等等。
如果你是相关需求，且经费预算有限，可以选择国内品牌。如矩形科技，矩形科技旗下产品覆盖军工、楼宇、能源管理、自动化装备等多个领域，大部分均支持MQTT协议。 百度也有很多相关信息。

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