一、什么是MQTT
物聯(lián)網(wǎng)（IoT）發(fā)展迅猛，傳感器、網(wǎng)關(guān)、云平臺之間如何高效通信成了核心問題。MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）作為一種輕量級的消息傳輸協(xié)議，近年來被廣泛應(yīng)用于智能家居、工業(yè)控制、車聯(lián)網(wǎng)等場景。
MQTT 是一種基于發(fā)布/訂閱（Pub/Sub）模式的輕量級消息協(xié)議，設(shè)計初衷是為低帶寬、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：你訂閱頻道，誰在頻道里發(fā)布了消息你就能收到，中間由一個叫做 Broker 的中間人來轉(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。客戶端不互相通信，所有消息都通過 Broker 中轉(zhuǎn)。主流 Broker 有
Mosquitto（輕量、適合嵌入式開發(fā)）
EMQX（高性能、支持百萬連接）
HiveMQ、RabbitMQ（企業(yè)級）
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）
對某類消息感興趣的接收者，比如你手機里的 APP 訂閱了“家里客廳/溫度”，只要 Broker 收到這個主題的消息，就會推送給你。

三、核心機制-主題、保留消息
主題（Topic）
MQTT 的消息沒有標題，靠的是主題（Topic）分類。
保留消息（Retained Message）
比如你家的空調(diào)狀態(tài)是“開啟”，訂閱者上線時希望立刻知道當前狀態(tài)，可以發(fā)布一條“保留消息”，Broker 會記住它，并在有人訂閱時立刻推送。

四、GraniStudio是否支持MQTT

GraniStudio平臺是蘇州格拉尼視覺科技有限公司推出的對標Labview的零代碼工控開發(fā)平臺，該平臺支持MQTT服務(wù)器,客戶端,發(fā)送文本,接收文本和關(guān)閉MQTT通信。這幾個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

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

操作示例

步驟一、創(chuàng)建IP地址和端口號，一定要注意IP格式如：127.0.0.1 默認端口號：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、如需要客戶端連接時需要輸入正確的賬號和密碼,就需要開啟高級設(shè)置,設(shè)置連接驗證,用戶名和密碼。

步驟四、設(shè)置完畢后點擊開啟服務(wù)即可。

步驟五、打開MQTT客戶端測試工具。注意客戶端IP為自動分配

步驟六、點擊連接

連接不成功原因是因為服務(wù)器那邊開啟了連接驗證,所以需要輸入正確的驗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端的連接

步驟八、再次開啟客戶端連接該服務(wù)器

列表中已顯示兩個客戶端的連接,

步驟九、客戶端1訂閱主題，客戶端2發(fā)布主題

步驟十、客戶端1顯示客戶端2發(fā)布主題。

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

一個客戶端可訂閱多個主題,。

MQTT客戶端

MQTT客戶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)部自動分配客戶端ID,通過主界面輸入MQTT服務(wù)器IP地址和端口號可連接MQTT服務(wù)器,然后選配高級設(shè)置是否啟用密碼功能,連接時是否需要驗證賬號密碼,并支持顯示接收消息列表,通過界面可訂閱主題和發(fā)布主題,實現(xiàn)與MQTT服務(wù)器與MQTT其他客戶端的通信。

操作示例

步驟一、打開客戶端算子后將默認配分客戶端ID,無法修改

步驟二、配置IP和端口號,IP格式:127.0.0.1 端口號：1883 默認端口號:1883

步驟三、是否開啟高級設(shè)置,開啟高級設(shè)置需輸入用戶名和密碼,,未開啟將無需輸入, 默認未開啟。如果服務(wù)器開啟用戶名驗證將開啟。

步驟四、點擊連接按鈕

即可在連接列表中顯示該客戶端連接信息

步驟五、點擊斷開按鈕

點擊斷開連接后服務(wù)器列表那會刷新,當前客戶端處于未連接狀態(tài)

步驟六、訂閱主題

服務(wù)器將顯示客戶端訂閱列表。
使用客戶端2發(fā)布該主題

客戶端2發(fā)布主題并附加消息Test

步驟七、發(fā)布主題消息

客戶端2訂閱T1主題, 客戶端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)計器算子部分,歸屬于主任務(wù)設(shè)計器通用工具

算子內(nèi)部無需連接操作,通過引用依賴引用MQTT客戶端對象即可,實現(xiàn)代理客戶端對象發(fā)布主題消息功能,通過界面配置可配置主題,可引用主題和手動輸入主題,也可引用消息和手動輸入消息兩種方式。

需要發(fā)送消息必須有主題,需要發(fā)布主題必須消息,如用戶輸入主題當前客戶端未發(fā)布將自動發(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客戶端連接該服務(wù)器

創(chuàng)建兩個客戶端,模擬兩個客戶端之間通信

步驟一、引用MQTT 客戶端 對象

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、注意事項主題和消息兩者均不可為空。

步驟五、點擊執(zhí)行按鈕

服務(wù)器已接收到MQTT客戶端發(fā)布主題和消息

客戶端2訂閱R1主題,與 GS MQTT客戶端建立連接

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

步驟六、使用引用方式

使用局部變量定義兩個變量,一個主題一個消息變量 均是GString類型

步驟七、引用主題方式

步驟八、引用消息方式

因為客戶端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)計器算子部分,歸屬于主任務(wù)設(shè)計器通用工具

算子內(nèi)部無需連接操作,通過引用依賴引用MQTT服務(wù)器或客戶端對象即可,實現(xiàn)代理接收MQTT服務(wù)器或客戶端消息功能,通過界面選配項可配置接收超時功能,如在設(shè)置時長內(nèi)未接收文本消息將視為超時,如未打開超時功能將默認持續(xù)不斷等待接收,直到接收到文本即可。

時長單位設(shè)置以毫秒為單位。

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

操作示例

步驟一、訂閱客戶端主題 T1

步驟二、接收文本選擇引用對象

步驟三、是否打開高級設(shè)置,默認 未打開

未打開高級設(shè)置將一直等待文本接收

步驟四、是否打開高級設(shè)置,打開超時設(shè)置需要設(shè)置一個時長,如在規(guī)定時間內(nèi)為未接收到文本消息,則視為超時,否則將接收文本顯示到輸出界面

打開高級設(shè)置將在規(guī)定時間段內(nèi)接收文本

3000毫秒內(nèi)未接收到文本

步驟五、主動和被動觸發(fā),當引用一個MQTT通信對象時,內(nèi)部已為此通信建立起一個接收事件,如果用戶點擊執(zhí)行按鈕為主動觸發(fā)等待接收功能,如果是程序在流程中正常執(zhí)行到此處為被動觸發(fā)等待接收功能,一般主動觸發(fā)適用于調(diào)試階段的使用,被動出發(fā)適用于在自動流程中接收信號的使用。

主動執(zhí)行接收

被動接收

被動接收

MQTT關(guān)閉

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

MQTT關(guān)閉算子將代理MQTT服務(wù)器或客戶端關(guān)閉通信功能,可通過引用依賴配置MQTT服務(wù)器或客戶端,如內(nèi)部引用MQTT服務(wù)器將停止監(jiān)聽,禁止發(fā)送消息和客戶端的連接.如為MQTT客戶端將停止需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)計器工具箱中將關(guān)閉MQTT通信算子創(chuàng)建在畫布中。

步驟二、選擇引用依賴框配置一個MQTT類相關(guān)算子如:GMQTT服務(wù)器,GMQTT客戶端。暫時支持類型(GMQTTClient,GMQTTServer))，兩種數(shù)據(jù)類型。

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

連接長時間保持，不必頻繁重連

消息機制更靈活，低功耗設(shè)備友好

更適合物聯(lián)網(wǎng)中“一對多”或“多對多”的場景

審核編輯 黃宇