MQTT入门指南

本文目录
  1. 1. MQTT 简介
  2. 2. MQTT 的优势
  3. 3. MQTT 应用和案例
  4. 4. MQTT 基础:掌握这一物联网协议的要点
  5. 5. MQTT 客户端
  6. 6. MQTT 代理
  7. 7. MQTT 使用案例示例:
  8. 8. 前提条件
  9. 9. 准备工作
  10. 10. MQTT 主题一览
  11. 11. 上行通信
  12. 12. 下行通信
  13. 13. 完整代码:

MQTT 简介

MQTT 是一种为连接物联网设备而设计的发布/订阅协议。与 HTTP 的请求/响应模式不同,MQTT 以事件驱动的方式运作,允许将消息推送给客户端。这种架构方法通过解耦数据生产者和数据消费者,消除了它们之间的依赖关系,从而实现了高度可扩展的解决方案。建立 MQTT 连接以发布和订阅消息的两个关键组件是 MQTT 客户端和 MQTT 代理,如下图所示。

MQTT入门指南插图

MQTT 的优势

MQTT 提供了几个关键优势:

  • 轻量级和高效:MQTT 最小化了客户端所需的资源和网络带宽。
  • 双向通信:MQTT 促进了设备和服务器之间的通信,支持发布和订阅。它还允许向设备组广播消息。
  • 可扩展性:MQTT 可以扩展以支持物联网或工业物联网生态系统中的数百万设备或“事物”。
  • 服务质量(QoS)级别:MQTT 指定了不同的 QoS 级别以确保可靠的消息传递。
  • 持久会话:MQTT 支持设备和服务器之间的持久会话,减少了在不可靠网络上的重新连接时间。
  • 安全特性:MQTT 支持 TLS 加密以确保消息的保密性,并支持认证协议以验证客户端。

MQTT 应用和案例

MQTT 在各个行业和领域都有应用。它已被 BMW、Liberty Global、Fortum、Hytera、Awair 和 Matternet 等公司采用。这些公司在汽车、电信、能源、公共安全和连接产品领域成功利用了 MQTT。

MQTT 基础:掌握这一物联网协议的要点

MQTT 的核心是 MQTT 代理和 MQTT 客户端。MQTT 代理是发送者和接收者之间的中介,将消息分发给适当的接收者。MQTT 客户端将消息发布到代理,其他客户端订阅特定主题以接收消息。每个 MQTT 消息都包含一个主题,客户端订阅他们感兴趣的主题。MQTT 代理维护一个订阅者列表,并使用它将消息传递给相关客户端。

MQTT 代理还可以为离线客户端缓冲消息,即使在不可靠的网络条件下也确保可靠的消息传递。为了实现这一点,MQTT 支持三种不同的服务质量(QoS)级别:0(最多一次)、1(至少一次)和 2(恰好一次)。

MQTT 规范有两个版本:MQTT 3.1.1 和 MQTT 5。虽然大多数商业 MQTT 代理现在支持 MQTT 5,但一些物联网管理的云服务仍然主要支持 MQTT 3.1.1。我们强烈建议在新的物联网部署中使用 MQTT 5,因为它增强了专注于健壮性和云原生可扩展性的功能。

MQTT 客户端

有许多开源客户端可用于多种编程语言。HiveMQ 通过 HiveMQ MQTT 客户端库提供自己的 MQTT 客户端,旨在简化 MQTT 客户端的部署和实施,并为用户提供一流的功能、性能、安全性和可靠性。支持的一些编程语言包括 C#、C++、Java、Websockets、Python 等。Eclipse Paho 也提供了适用于 C/C++ 和 Python 等语言的 MQTT 客户端库。

MQTT 代理

MQTT 代理有多种实现方式,以满足不同的需求,如开源、商业和托管云服务。HiveMQ 提供商业版:HiveMQ 自托管和 HiveMQ 云,一个托管的云 MQTT 服务,以及 HiveMQ 社区版,一个开源版本。有关 MQTT 代理的详细列表,请访问 mqtt.cn。

MQTT 使用案例示例:

https://iot.mqtt.cn

JAVA通过MQTT接入示例

说明:

本文中使用的代码为样例代码,仅用于体验平台通信功能,如需进行商用,可以参考资源获取获取对应语言的IoT Device SDK进行集成。

前提条件

  • 已在管理控制台获取设备接入地址。获取地址的操作步骤,请参考平台对接信息。
  • 已在管理控制台创建产品和设备。创建产品和设备的具体操作细节,请参考创建产品、注册单个设备或批量注册设备。

准备工作

安装IntelliJ IDEA

  1. 访问IntelliJ IDEA官网,选择合适系统的版本下载。(本文以windows 64-bit系统IntelliJ IDEA 2019.2.3 Ultimate为例)。MQTT入门指南插图1
  2. 下载完成后,运行安装文件,根据界面提示安装。

导入代码样例

  1. 下载JAVA样例。

链接:https://pan.baidu.com/s/1JtQsONuIX8y7r0VpIepA5w?pwd=zne7

提取码:zne7

  1. 打开IDEA开发者工具,单击“ Import Project”。MQTT入门指南插图2
  2. 选择步骤1中下载的样例,然后根据界面提示,单击“next”。MQTT入门指南插图3
  3. 完成代码导入。MQTT入门指南插图4

建立连接

设备或网关在接入物联网平台时首先需要和平台建立连接,从而将设备或网关与平台进行关联。开发者通过传入设备信息,将设备或网关连接到物联网平台。

MQTT基本信息

Topic权限说明
Broker Addressiot.mqtt.cnMQTT地址
Broker Port1883MQTT端口号
Client ID4QR8TZ9ThuL4G设备号SN(请替换为自己的)

MQTT账号密码

Topic权限说明
User Nameceshi用户账户
Password123456用户密码
  1. 在建立连接之前,先修改以下参数:
// MQTT 服务器地址
private static final String MQTT_BROKER = "tcp://iot.mqtt.cn:1883"; MQTT地址/端口号

// MQTT 客户端 ID
private static final String MQTT_CLIENT_ID = "4QR8TZ9ThuL4G";  //设备号SN码

// MQTT 用户名
private static final String MQTT_USERNAME = "ceshi";

// MQTT 密码
private static final String MQTT_PASSWORD = "Abc123456";

// 订阅的主题
private static final String MQTT_TOPIC_SUBSCRIBE = "/server/coo/4QR8TZ9ThuL4G";

// 发布的主题
private static final String MQTT_TOPIC_PUBLISH = "/dev/coo/4QR8TZ9ThuL4G";
  • MQTT_BROKER为物联网平台的设备对接地址,可参考平台对接信息获取(获取的是域名信息,可通过在cmd命令框中执行“ping 域名”,获取IP地址)。
  • MQTT_CLIENT_ID为设备号SN,在成功添加设备后获取。
  1. 修改完1中的参数后就可使用MqttClient建立连接了。
  2. 连接成功后,设备显示在线。

备注:从设备地址是sensor_device_id ,寄存器是port_id,数据数值是Sdata ,具体稍后有具体说明。

使用MQTT通讯协议,下面的属性名称,Modbus功能码,数据格式,数据顺序不会影响最终数据,随便选择就可以!

MQTT 主题一览

MQTT物联网平台 作为物联网 PaaS 云平台,对设备 MQTT 接入提供了内置的访问协议规范,让设备和云平台的消息通信更加有章可循,大大简化了物联网项目的开发难度,缩短了产品的开发周期。

不同于普通的 MQTT 使用方式,我们提供了标准的内置主题,这足以实现绝大多数的物联网应用场景。

Topic权限说明
/dev/coo/4QR8TZ9ThuL4G发布上行通信:设备通过该Topic向物联网平台发送消息。
/server/coo/4QR8TZ9ThuL4G订阅下行通信:设备通过订阅该Topic,获取从物联网平台下发的消息。

4QR8TZ9ThuL4G为示例设备号SN,请替换为自己的!

上行通信

Topic:/dev/coo/4QR8TZ9ThuL4G 设备号SN(请替换为自己的)

        // 连接到 MQTT 服务器
        mqttClient.connect(options);

        // 订阅主题
        mqttClient.subscribe(MQTT_TOPIC_SUBSCRIBE);

        // 创建消息
        MqttMessage message = new MqttMessage();
        message.setPayload("[{"sensor_device_id": 1, "port_id": 1, "sdata": 66}]".getBytes());

        // 发布消息
        mqttClient.publish(MQTT_TOPIC_PUBLISH, message);

备注:从设备地址是sensor_device_id ,寄存器是port_id,数据数值是Sdata

下行通信

Topic:/server/coo/4QR8TZ9ThuL4G 设备号SN(请替换为自己的)

System.out.println("设备ID: " + sensor_device_id + ", 端口ID: " + port_id + ", 数据: " + sdata);

备注:从设备地址是sensor_device_id ,寄存器是port_id,数据数值是Sdata

完整代码:

import org.eclipse.paho.client.mqttv3.*;
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;
import org.json.JSONArray;
import org.json.JSONObject;

public class MqttDemo {
    // MQTT 服务器地址
    private static final String MQTT_BROKER = "tcp://iot.mqtt.cn:1883";

    // MQTT 客户端 ID
    private static final String MQTT_CLIENT_ID = "4QR8TZ9ThuL4G";

    // MQTT 用户名
    private static final String MQTT_USERNAME = "ceshi";

    // MQTT 密码
    private static final String MQTT_PASSWORD = "Abc123456";

    // 订阅的主题
    private static final String MQTT_TOPIC_SUBSCRIBE = "/server/coo/4QR8TZ9ThuL4G";

    // 发布的主题
    private static final String MQTT_TOPIC_PUBLISH = "/dev/coo/4QR8TZ9ThuL4G";

    // 心跳间隔,单位为秒
    private static final int MQTT_KEEP_ALIVE_INTERVAL = 60;

    public static void main(String[] args) throws MqttException {
        // 创建 MQTT 客户端
        MqttClient mqttClient = new MqttClient(MQTT_BROKER, MQTT_CLIENT_ID, new MemoryPersistence());

        // 设置 MQTT 连接选项
        MqttConnectOptions options = new MqttConnectOptions();
        options.setUserName(MQTT_USERNAME);
        options.setPassword(MQTT_PASSWORD.toCharArray());
        options.setCleanSession(true);
        options.setKeepAliveInterval(MQTT_KEEP_ALIVE_INTERVAL);

        // 设置回调
        mqttClient.setCallback(new MqttCallback() {
            @Override
            public void connectionLost(Throwable cause) {
                System.out.println("连接断开");
            }

            @Override
            public void messageArrived(String topic, MqttMessage message) throws Exception {
                System.out.println("收到消息。主题: " + topic);
                System.out.println("消息: " + new String(message.getPayload()));

                // 将消息转换为字符串
                String msg = new String(message.getPayload());

                // 使用 JSON 工具解析字符串
                JSONArray jsonArray = new JSONArray(msg);

                for (int i = 0; i < jsonArray.length(); i++) {
                    JSONObject jsonObject = jsonArray.getJSONObject(i);
                    int sensor_device_id = jsonObject.getInt("sensor_device_id");
                    int port_id = jsonObject.getInt("port_id");
                    int sdata = jsonObject.getInt("sdata");

                    // 在这里你可以处理接收到的数据
                    System.out.println("设备ID: " + sensor_device_id + ", 端口ID: " + port_id + ", 数据: " + sdata);
                }
            }

            @Override
            public void deliveryComplete(IMqttDeliveryToken token) {
                System.out.println("消息发布完成");
            }
        });

        // 连接到 MQTT 服务器
        mqttClient.connect(options);

        // 订阅主题
        mqttClient.subscribe(MQTT_TOPIC_SUBSCRIBE);

        // 创建消息
        MqttMessage message = new MqttMessage();
        message.setPayload("[{"sensor_device_id": 1, "port_id": 1, "sdata": 66}]".getBytes());

        // 发布消息
        mqttClient.publish(MQTT_TOPIC_PUBLISH, message);
    }
}
技术术语(共 9 个)—— 点击展开
MQTT轻量级物联网消息传输协议,基于发布/订阅模式,适合低带宽不稳定网络
MQTT 3.1.1MQTT 协议主流版本,定义基础发布订阅与 QoS 机制
BrokerMQTT 代理服务器,负责接收发布消息并分发给订阅者
QoS服务质量等级,0 最多一次 / 1 至少一次 / 2 恰好一次
TopicMQTT 主题,消息路由的层级字符串,支持通配符 + 与 #
订阅客户端向 Broker 注册感兴趣的主题以接收消息
发布客户端向指定主题发送消息
WebSocket浏览器与 Broker 通过 ws/wss 传输 MQTT 的通道
网关协议转换/边缘汇聚设备,将设备数据接入 MQTT
来源/工具信息 —— 点击展开
来源 MQTT中文网(mqtt.cn) —— 国内领先的MQTT通信协议技术社区 分类 MQTT 入门 字数 5922 字 · 阅读约 15 分钟 更新 2026-07-14 永久链接 https://www.mqtt.cn/2236.html
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MQTT中文网官方推出的MQTT调试工具,支持 MQTT 3.1.1/5.0 实时连接调试、主题订阅、消息收发监控与报文分析。 无需安装,微信搜索「MQTT调试助手」即可使用。 电脑端入口:https://www.mqtt.cn/mqtttool/
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