阿里云微消息队列（MQTT）的基本使用

最近应系统功能需求，采购了一款云喇叭的物联网设备，就是插着4G卡那种，可以播放各种语音，仔细阅读了开发文档之后发现使用的是MQTT的协议，记录一下在对接中遇到的各种问题

MQTT是一个轻量的发布订阅模式消息传输协议，专门针对低带宽和不稳定网络环境的物联网应用设计。
MQTT特点：

阿里云的MQTT有两个版本，这里只说没有RocketMQ依赖的311及以上版本。

这里会自动生成用户名密码

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。

在对接项目中 IoT 时，发现目前有对 MQTT 做了接入，这里记录一下，官方的资料比较详细，这里主要从实现细节出发；对具体的需求以及配套的技术方案进行整理，以供参考。

提到 IoT(Internet of Things)、IIoT(Industrial IoT ) 不得不说 MQTT ，其被广泛的应用在物联网以及工业物联网之中，是一种消息传递协议。不同于我们所认识的平时常见的一些智能设备，如手机、电脑、平板等；这些设备一般都有着很好的计算能力，所依赖的网络环境很优质。但是一般的硬件设备性能较差，网络环境不稳定，而 MQTT 则是专门针对于硬件性能，网络状态不稳定场景下而生的。有着天然的优势。

详细信息

主要需要注意 Topics 的匹配规则，分为单项通配符，与多项通配符。单项以 + 连接：this/is/+/single,其中仅仅 + 部分可以被替换为单个路径(以 / 分割)。多项通配符仅支持在尾端支持：this/is/multi/#，并且是多级的。

详细信息

保活时效，包括其他的字段，官方文档都给出了很详细的解释，认真了解一项技术实现，官方的文档还是最好的选择文档。这里主要基本认识MQTT是个什么东西，具体的实现细节与规范也不是一两句话可以说的清楚的，且可能存在误导的风险。MQTT

以实际的项目为例，现需要实现的功能有：

功能相对很简单，总结就是服务端推送消息，设备根据消息做出响应。

导入依赖

主要分为几个类：a主体请求 Client ，b数据返回的回调 dataCallback ，c链接状态回调 connectCallback ，d具体消息处理策略 IHandler 。方案主要就包括这几个大类，逐步实现各个细节。

在实现之前，列举几个关键的参数，参数配置在 MqttConnectOptions 中

关于自动重新连接有三个必要条件， cleanSession 需要设置为 false ， isAutomaticReconnect 需要设置为 true ，并且初始 已经连接过 。划重点，这里就要求， MQTT 虽然可以自动重试连接当时必须有这三个前提，那么首次由于网络等其他原因，这里的重试机制是需要我们自身去实现的，也就是需要保证首次能够连接到服务端。源码以及注释：

需要注意的是这里的 ClientId ，是唯一性的，像 IoT 设备以设备 deviceId 作为 ClientId ，如果换成用户 userId ，当在多设备登录的情况下，那么重试等其他一些机制会影响预期结果，给排查问题带来一定的难度。

消息体中会包含不同的 type ，根据不同的 type 实现不同的处理器，当然为了灵活还要借助 注解机制 。

通过反射的方式加载对应的 IHandler 实现类，核心代码

使用时，直接加上注解：

整个流程的主要部分已经给出，核心是通过不同的消息 type 查找出对应的 处理器 ；当然这部分主要是由注解完成的，对于处理器的查找则是通过 反射 的方式来进行匹配的。

MQTT官网

MQTT 协议 因为其轻量、灵活等特点成为了当今世界上最受欢迎的物联网协议，它已经广泛应用于车联网、智能家居、物流、即时聊天应用和移动消息推送等领域，连接了数以亿计的设备，并且每时每刻都有无数设备开始使用和接入 MQTT 协议。MQTT 协议为这些设备提供了稳定、可靠的通信基础，这些设备庞大的接入数量也向 MQTT 协议规范提出了挑战， MQTT 50 的诞生便是为了更好地满足这一需求。

MQTT（消息队列遥测传输）最初由 IBM 于上世纪 90 年代晚期发明。它最初的用途是将石油管道上的传感器与卫星相链接，所以 MQTT 从诞生之初就是专为受限设备和低带宽、高延迟或不可靠的网络而设计，它使用了发布订阅模型，在空间和时间上解耦了消息的发送者与接收者，并且基于 TCP/IP 提供稳定可靠的网络连接，拥有非常轻量的报头以减少传输开销，支持可靠消息传输，可以说天生就满足了物联网场景的各种需求。在 MQTT 311 发布并成为 OASIS 标准的四年后，MQTT 50 正式发布，这是一次重大的改进和升级，它的目的不仅仅是满足现阶段的行业需求，更是为行业未来的发展变化做了充足的准备。2019 年 3 月，MQTT 50 成为了新的 OASIS 标准。

面对迅速增长的设备数量和层出不穷的需求，OASIS MQTT 技术委员会需要从繁杂的需求中提取出通用部分，将其纳入标准规范，并且尽可能不增加开销或降低易用性，在不增加不必要的复杂性的前提下提高性能和易用性。

最终，OASIS MQTT 技术委员会为 MQTT 50 添加了大量的全新功能与特性，50 成为 MQTT 有史以来变化最大的一个版本。在这里，我们将列举一些比较重要的特性：

完整的新属性列表包含在协议标准的附录C，您可以访问以下网址了解详情： >

这里我们使用了一个库: PubSubClient

创建产品

创建新设备

(1) 产品ID, 用户ID,和登录key

(2) 设备名称, ID和 设备key

OneNet MQTTS用携带token的方式进行鉴权

访问者（可以为应用或者设备）固化访问密钥于软件中，在需要进行服务访问时，通过密钥计算临时token，通过临时token进行服务访问认证

访问者首先通过访问管理者获取临时访问token，访问管理者可根据需要自定义该token的访问有效期（即过期时间），访问者获取该token后方才能访问OneNET

访问管理者直接将密钥授权给访问者（例如，直接为设备烧写key），访问者通过密钥生成token进行访问

计算方法: >