MQTT简介:
随着物联网的火热,机器之间(Machine-to-Machine,M2M)的大规模沟通需要不同的模式,(Request/Response)模式不再合适,取而代之的是发布/订阅(Publish/Subscribe)模式。这就是轻量级、可扩展的MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)优势。
运用MQTT协议,设备可以很方便地连接到物联网云服务,管理设备并处理数据,最后应用到各种业务场景;二进制协议,紧凑、占用空间小,协议头只有2个字节 ,还提供了三种消息可能性保障(Qos):0:最多一次 、1:最少一次、2:只有一次。
MQTT最大的优势是解耦了发布消息的客户(发布者)与订阅消息的客户(订阅者)之间的关系,这意味着发布者和订阅者之间并不需要直接建立联系,只要认识同一个消息代理即可。
大致模式:
MQTTfor python:(可用在线 broker:http://www.eclipse.org/paho/)
搭建环境:
安装MQTT客户端包——paho-mqtt
pipinstallpaho-mqtt
消息接收端:
import paho.mqtt.client as mqtt
client= mqtt.Client()
client.connect("iot.eclipse.org",1883, 60) #订阅频道
client.subscribe("主题")
on_message()
on_message(client, userdata, message)
当有信息被一个订阅的主题接收,则会触发该回调函数。message_callback_add() 可以为指定的主题定义多个回调函数。
· client:这个回调函数的client 实例。
· userdata:私人数据,设置在Client()或userdata_set()
· message:一个MQTTMessage实例。MQTTMessage类有topic,payload,qos,retain成员变量。
def on_message(client,userdata, msg):
#在这里处理业务逻辑
print(msg.topic+ " " + str(msg.payload))
调用:
client.on_message= on_message
注意事项:收端要一直处于监听状态
消息发送端:
import paho.mqtt.client as mqtt
import paho.mqtt.publish as publish
从client 给Broker 发送消息。
publish()
publish(topic, payload=None, qos=0, retain=False)
用来将消息发送到Broker ,随后从Broker 到任何订阅了这个主题的client 。
publish.single("主题",
payload="发送的消息 ",
hostname="iot.eclipse.org",
client_id="yzh1",# id不可重复
port=1883,
protocol=mqtt.MQTTv311)#client使用的mqtt版本,可以是
MQTTv31或MQTTv311
Callback
当消息已经被发送给Broker ,on_publish()回调将会被触发。
示例:
def on_publish(client, userdata, mid):
print 'sendsuccess'
其他回调函数:
on_publish(client, userdata, mid)
当一个信息被publish()发送给Broker 后,会调用on_publish()。对于QoS为1和2的消息(message),这意味着适当的握手都已经完成了。对于QoS为0的消息,这仅仅意味着消息离开了client。mid 变量匹配publish()返回的mid变量,使得出去的消息可以被追踪。
这个回调函数很重要,因为即使publish()成功返回,也不一定总是表示消息被成功发送。
on_connect(client, userdata, flags, rc)
当Broker 回应我们的连接请求时被调用。
rc 的值表示成功与否:
0: 连接成功
1: 连接被拒绝- 不正确的协议版本
2: 连接被拒绝 - 非法的client 标志
3: 连接被拒绝 - 服务端不可用
4: 连接被拒绝 - 错误的用户名或密码
5: 连接被拒绝 - 未被授权
on_disconnect(client, userdata, rc)
当client 失去连接时被调用。
当client发送了disconnect 消息, on_disconnect()被调用
on_subscribe(client, userdata, mid, granted_qos)
当Broker 响应订阅请求时调用。mid变量匹配subscribe()调用的mid 变量。granted_qos变量是一个整数列表,为每个Broker授予的不同的订阅请求给出QoS级别。
其他:
Network loop
这些函数是client 背后的驱动力量。如果它们没有被调用,进入网路的数据将不会被处理,走出网络的数据也不会被及时的发送。实现网络循环有4种方法,这里介绍3种
loop()
loop(timeout=1.0, max_packets=1)
通常会调用这个函数来处理网络事件。这个调用利用select()等待直到网络sokect 可被读或者写,然后处理进来或者出去的数据。这个函数最多阻塞timeout 秒,timeout 不能超过client 的 keepalive值,否则你的client 将会定期的被Broker disconnected。
max_packets 参数已经被废弃,不用设置。
loop_start()
loop_stop(force=False)
这些函数为网络循环实现了线程化的接口。在connect*()之前或之后调用一次 loop_start(),后台会启动一个线程用来自动调用loop()。这解放了主线程,主线程可以做其它需要阻塞的事情。这也会处理对Broker 的重连接(reconnect)。调用loop_stop()来停止后台线程。force参数现在已经被忽略了。
loop_forever(timeout=1.0, max_packets=1, retry_first_connection=False)
这是一个阻塞形式的网络循环,直到client调用disconnect()才会返回。自动处理重连接
MQTT是通过主题对消息进行分类的,可以通过反斜杠表示多个层级关系。主题并不需要创建,直接使用就是了。
主题还可以通过通配符进行过滤。其中,+可以过滤一个层级,而#只能出现在主题最后表示过滤任意级别的层级。
举个例子:
· building-b/floor-5:代表B楼5层的设备。
· +/floor-5:代表任何一个楼的5层的设备。
· building-b/#:代表B楼所有的设备。
注意,MQTT允许使用通配符订阅主题,但是并不允许使用通配符广播。
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