开发者学堂课程【嵌入式之 RFID 开发与应用2020版：MQTT 背景介绍】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。
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MQTT 背景介绍
本节课开始学习物联网中很重要的概念 MQTT。分为五个部分学习，MQTT 介绍；MQTT 协议，建立在 TCPIP 协议之上，学习应用层的协议和平常的协议有什么区别；MQTT 应用，在 linux 系统里搭建 mqtt 环境，通过常用的指令，来对 mqtt 通信过程进行演示；mosquitto 移植，移植分为向 pc 端移植和目标平台 mcu 移植以及 mosquitto 应用编程，针对移植过后的代码进行二次开发或定制化功能开发。
一、MQTT 介绍
MQTT 在物联网领域广泛使用，是由 IBM 公司开发，不是新协议，90 年代的产物。现在兴起是因为物联网到了爆发的时代，过去的物联网局限于各行各业，不够成熟，现在基础设施相对完善，物联网生态成熟。
1.产生背景
MQTT 的产生背景是 90 年代 IBM 公司接了给石油天然气公司做管道检测的项目，这个管道需要进行无人监控，监控是否出现问题。管道很长，关键是管道经过很多区域，有些区域人烟稀少，而且可能整个通信过程中有人居住的地方会通过基站完成，但是人烟稀少的地方没有基站，只能通过卫星来控制。通过卫星通信，就会存在延迟高，当时卫星数量少，进行卫星轨道切换过程存在断网问题，会导致它网络不稳定。如果有地面基站，数据通信比较正常，使用普通通信协议就可。还有就是卫星通信比基站移动通信费用高。所以是在这样的背景下研发出。
2.MQTT 解决问题：
（1）服务器必须要能够实现成千上万客户端的接入，由于管道传输过程路程远，每隔一段距离就需要安插数据采集点，采集点非常庞大。
（2）单次数据量小，但不能出错
（3）必须能够适应高延迟，偶尔断网等通信不可靠的风险
（4）根据数据的重要程度和特性设置不同等级的服务质量（session）
3.MQTT（全称消息队列遥测传输）特性：
（1）是 IBM 推出的一种针对移动终端设备的基于 TCP/IP 的发布/订阅协议
（2）可以连接大量的远程传感器和控制设备，MQTT 的特点是可以保持长连接，具有一定的实时性。执行机构可以选择 MQTT，采集系统不需要很强的实时性，就不采用 mqtt。控制单元实时性和可靠性需要很高。
（3）云端向设备端发送消息，设备端可以在最短的时间内接收到并作出响应（实时性）
（4）MQTT 更适合需要实时控制的场合，尤其适合执行器
（5）要保持长连接，那么就要时不时地发送心跳包，这就不会省电（因为不断数据来往）
（6）低功耗的场合并不适合 MQTT
（7）MQTT 的长连接需要建立在 TCP 的基础上，TCP 协议的复杂性决定了对设备的要求相比 UDP 更高一些
4.MQTT 协议特性：
（1）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。
（2）根据重要程度分级，有三种消息发布服务质量( QoS0、 QoS1、 QoS2 ) :
①“至多一次”（ QoS0 ），消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络，会发生消息丢失或重复，这一级别可用于对采集数据要求不严格的情况(如果 tcpip 足够可靠，它把数据发送出去，到底对方能否接受，至少 mqtt 协议不管)
②“至少一次”，确保消息到达，但消息可能会重复发生（ mqt 应用上层协议做出应答，必须收到消息才停止）
③“只有一次”（级别最高，通常用于安全性高的，会有多次来回沟通），确保消息只到达一次，这一级别可用于要求严格如涉及计费系统的情况，消息重复或丢失都是不允许的。
（3）小型传输，开销很小(固定长度的头部是 2 字书)，协议交换最小化，以降低网络流量
（4）使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制
（5）允许用户动态创建主题，因为整个发布是以主题为订阅机制模式，并且主题可以自定义。零运维成本
（6）把低带宽、高延迟、不稳定的网络等因素考虑在内（使在不可靠网络中实现可靠传输）
（7）假设数据不可知，不强求传输数据的类型与格式，保持灵活性
（8）官网: http://mqtt. org/（需要详细了解的途径）
后续内容会详细介绍如何安装、下载。
