规范背景

1.1 规范概要

网关设备采用MQTT协议接入, 本文档规范主要陈述MQTT Topic规则和MQTT接入ClientID的规则设计

MQTT协议版本: V3.1.1

一条完整的MQTT消息至少包含Topic和数据payload两部分, 本规则同时定义Topic对应的payload数据帧协议

1.2 MQTT协议特征

MQTT协议是为大量计算能力有限，且工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议，它具有以下主要的几项特性：

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

对负载内容屏蔽的消息传输

使用 TCP/IP 提供网络连接

有三种消息发布服务质量

“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。

“至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。

“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。

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；

使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制

MQTT拓扑示意:

1.3 初步接入建议

网关终端均使用MQTT协议接入云端

开启MQTT终端的接入鉴权以及可授权的Topic访问限制

设备连接安全和数据安全详见后续章节描述

1.4 阅读说明

本文可用于指导设备层的数据接入和数据平台的数据接入解析, 即同时指导物联网终端设备的数据开发者和云数据平台的开发者.

基础术语定义

上行: 指数据从设备端到Server端的流向 (配合设备端的Publish操作)

下行:指数据从Server到设备端的流向(需要设备端先Subscribe相关Topic,来接受服务器端数据的下行)

数据网关: 对终端设备、传感器节点等进行数据采集,并负责向网络转发的网关设备

终/设备: 指各种被数据网关检测采集的节点、设备、传感器等

订阅/subscribe: 为MQTT协议对应的subscribe操作

发布/publish: 为MQTT协议对应的publish操作

MQTT协议接入定义

MQTT协议使用v3.1.1版本, 为了物联网设备和云端数据接入平台能够正常的通讯和递交数据, 我们需要在这些方面进行约定:

物联网设备接入ClientID规则约定: 用于数据接入平台识别连接来自哪台物联网设备,并且避免重名Client出现

订阅/发布使用的Topic约定: 这是MQTT数据生产者和消费者找到几方所关心数据的钥匙

MQTT数据负荷(payload)的格式约定: 数据生产消耗双方才能正确的发布和解析出数据类容; 格式需要反应出明确的解析规则, 包括数据是否使用加密传输或是二进制明文传输

接入权限: 物联网设备接入云端数据平台需要授权, 否则应拒绝接入, 可使用MQTT协议本身支持的账号密码授权接入方式,并能限制每类接入终端的Topic访问/操作权限

协议其他配置: 包括遗愿、Qos等