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STM32+SIM800C采用MQTT协议登录OneNet上传温湿度、MQ2烟雾浓度、GPS数据

2021-12-19 1336
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简介： STM32+SIM800C采用MQTT协议登录OneNet上传温湿度、MQ2烟雾浓度、GPS数据

一、环境介绍

MCU:  STM32F103C8T6


GSM模块: SIM800C


开发软件: Keil5


MQTT协议采用OneNet的旧版协议，登录OneNet控制台创建应用时要选择旧版本。


如果想使用新版本的标准MQTT协议连接OnetNet请参考这里:  https://blog.csdn.net/xiaolong1126626497/article/details/107385118


完整源代码下载:  https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/18245757


二、硬件与需求

一块STM32F103C8T6最小系统板。

image.png

一块OLED显示屏

image.png

一个DHT11温湿度传感器

image.png

一个MQ-2可燃气体传感器

image.png

一个SIM800C模块

image.png

软件要求

采集DHT11温度、湿度数据、采集MQ-2烟雾传感器数据实时在OLED显示屏上显示、当烟雾浓度超过阀值时，可以通过SIM800C向指定手机号码发送短信。


并需要使用SIM800C连接GPRS网络，将温度、湿度、烟雾浓度上传到OneNet服务器进行可视化显示。



三、核心代码

3.1  main.c

//   
//  功能描述   : 智能环境检测系统
//   时间      : 20190605
//   版本      : v3.3
//             版权所有，盗版必究。
//Copyright(C) DS小龙哥 2016 - 2020
///
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include <stdio.h>
#include "dht11.h"
#include "oled.h"
#include "adc.h"
#include "timer.h"
#include "sim800c.h"
#include "gps.h"
/*
DTH11接线说明:
VCC---3.3V
GND---GND
DAT---PA5
MQ-2接线说明:
VCC---3.3V
GND---GND
AO----PB0
使用IIC接口的OLED显示屏接线说明:
GND---GND
VCC---3.3V
SDA---PB7
SCL---PB6
使用SPI接口的OLED显示屏接线说明:
GND---GND
VCC---3.3V
D0-----PB5
D1-----PB6
RES----PB7
DC-----PB8
CS-----PB9  
SIM800C接线说明:
GND----GND
PA2----SIM800C_RXD
PA3----SIM800C_TXD
CH340模块接线说明:
GND----GND
RX-----PA9
GPS接线说明: (波特率需要根据GPS模块实际情况进行修改)
GND----GND
VCC---3.3V
PB11----GPS_TX
*/
u8 dht11_temp,dht11_humi;
u32 time_cnt=0;
u32 OneNet_Sendtime=0;
u8 data_select=0; //发送的数据选择
u8 DisplayState=0;
char DisplayDataBuffer[20];
u16 MQ_2; //存放ADC的数据
void DisplayPage1(void); //第一页
void DisplayPage2(void); //第二页
//烟雾超标提示
u8 sim800c_buff[]="MQ-2 smoke exceeded";
char tmp_buffer[100];
double Longitude=103.718463; //经度
double latitude=36.107013;  //纬度
int main(void)
{
  u8 state;
  USART_X_Init(USART1,72,115200); //串口初始化
  printf("串口初始化完成!\r\n");
  OLED_Init();         //OLED显示屏初始化
  ADC1_Init();
  if(DHT11_Init())printf("DHT11检测错误!\r\n");
  TIM2_Init(72,20000);//辅助串口3接收，超时时间为20ms
  USART_X_Init(USART2,36,9600); //可能的波特率(测试):  57600 、9600、115200
  USART_X_Init(USART3,36,9600);//接GPS模块
  TIM3_Init(72,20000);//辅助串口3接收，超时时间为20ms
  //显示初始化信息
  OLED_Clear_GRAM();
  OLED_DisplayString(0,0,16,"System Init..");
  OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存
  //延时等待
  printf("延时等待\r\n");
  DelayMs(1000);
  DelayMs(1000);
  DelayMs(1000);
  DelayMs(1000);
  printf("开始初始化SIM800C \r\n");
  //初始化SIM800C  
  OLED_DisplayString(0,16,16,"SIM800C Init..");
  OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存
  while(1)
  {
      state=SIM800C_InitCheck();
      if(state==0)break;
      DelayMs(1000);
      printf("SIM800C初始化状态:%d\r\n",state);
  }
  //设置文本模式
  OLED_DisplayString(0,32,16,"SIM800C Text Set...");
  OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存
  while(1)
  {
      state=SIM800C_SetNoteTextMode();
      if(state==0)break;
      DelayMs(1000);
      printf("设置文本模式状态:%d\r\n",state);
  }
  //同步网络时间
  //SIM800C_NtpUpdate();
  //初始化GPRS
  SIM800C_GPRS_Init();
  while(1)
  {
     delay_ms(1);
     time_cnt++;
     OneNet_Sendtime++;
     //记录时间
     if(time_cnt>=100)
     {
         time_cnt=0;
         DisplayState=!DisplayState;
         printf("切换页面!\r\n");
     }
     //向云端发送一次数据（每次选择发送一种数据）
     if(OneNet_Sendtime>=500) //单位ms
     {
        OneNet_Sendtime=0;
         switch(data_select)
         {
           case 0:OneNet_HTTP_DataUpdate("T",dht11_temp);
             break;
           case 1:OneNet_HTTP_DataUpdate("H",dht11_humi);
             break;
           case 2:OneNet_HTTP_DataUpdate("MQ2",MQ_2);
             break;
           case 3:OneNet_HTTP_GPS_DataUpdate("GPS",Longitude,latitude);
             break;
         }
         data_select++;
         if(data_select>3)data_select=0;
      }
     //采集DHT11温湿度与MQ-2的数据
     DHT11_Read_Data(&dht11_temp,&dht11_humi);
     MQ_2=ADC1_GetCHx(8);
     //串口打印数据
//     printf("温度:%d\r\n",dht11_temp);
//     printf("湿度:%d\r\n",dht11_humi);
//     printf("MQ-2:%d\r\n",MQ_2);
     //判断烟雾是否超标，设置阀值
     if(MQ_2>=2000)
     {
        //发送短信
        if(SIM800C_SendNote((u8*)"13800138000",sim800c_buff,strlen((char*)sim800c_buff))==0)
          printf("短信发送成功\r\n");
        else
          printf("短信发送失败\r\n");
     }
     //采用时间间隔切换页面
     if(DisplayState)
     {
         DisplayPage2();
     }
     else 
     {
         DisplayPage1();
     }
    //实时接收WIFI收到的数据
     if(USART2_RX_FLAG)
     {
         USART2_RX_BUFF[USART2_RX_CNT]='\0';
         USART2_RX_CNT=0;
         USART2_RX_FLAG=0;
         printf("USART2_RX_BUFF=%s\r\n",USART2_RX_BUFF);
         memset(USART2_RX_BUFF,0,sizeof(USART2_RX_BUFF));
     }
     //实时接收GPS收到的数据
     if(USART3_RX_FLAG)
     {
         USART3_RX_BUFF[USART3_RX_CNT]='\0';
         USART3_RX_CNT=0;
         USART3_RX_FLAG=0;
         //解析GPS经纬度信息
         GPS_GPRMC_Decoding(USART3_RX_BUFF,&Longitude,&latitude);
         printf("经度:%f,纬度:%f\r\n",Longitude,latitude);
         printf("USART2_RX_BUFF=%s\r\n",USART3_RX_BUFF);
         memset(USART2_RX_BUFF,0,sizeof(USART3_RX_BUFF));
     }
   }
}
/*
函数功能:  温湿度DHT11显示页面
*/
void DisplayPage2(void)
{
    u8 i;
    OLED_Clear_GRAM();
    /*1. 最上方界面提示*/
    for(i=0;i<5;i++)
    {
      OLED_DisplayData(24+i*16,0,16,16,ChineseFont[i+8]); 
    }
    /*2. 温湿度显示*/
    snprintf(DisplayDataBuffer,sizeof(DisplayDataBuffer),"T :%d",dht11_temp);
    OLED_DisplayString(40,24,16,DisplayDataBuffer);
    snprintf(DisplayDataBuffer,sizeof(DisplayDataBuffer),"RH:%d%%",dht11_humi);
    OLED_DisplayString(40,40,16,DisplayDataBuffer);
    OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存
}
/*
函数功能:  烟雾传感器显示页面
*/
void DisplayPage1(void)
{
    u8 i;
    OLED_Clear_GRAM();
    /*1. 最上方界面提示*/
    for(i=0;i<6;i++)
    {
      OLED_DisplayData(16+i*16,0,16,16,ChineseFont[i+13]);  
    }
    /*2. 烟雾浓度显示*/
    snprintf(DisplayDataBuffer,sizeof(DisplayDataBuffer),"%d%%",MQ_2);
    OLED_DisplayString(40,24,16,DisplayDataBuffer);
    OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存
}

3.2 sim800c.c

#include "sim800c.h"
/*
函数功能:向SIM800C模块发送指令
函数参数:
        char *cmd  发送的命令
        char *check_data 检测返回的数据
返回值: 0表示成功 1表示失败
*/
u8 SIM800C_SendCmd(char *cmd,char *check_data)
{
   u16 i,j;
   for(i=0;i<5;i++) //测试的总次数
   {
      USART2_RX_FLAG=0;
      USART2_RX_CNT=0;
      memset(USART2_RX_BUFF,0,sizeof(USART2_RX_BUFF));
      USART_X_SendString(USART2,cmd); //发送指令
      for(j=0;j<500;j++) //等待的时间(ms单位)
      {
          if(USART2_RX_FLAG)
          {
              USART2_RX_BUFF[USART2_RX_CNT]='\0';
              if(strstr((char*)USART2_RX_BUFF,check_data))
              {
                  return 0;
              }
              else break;
          }
          delay_ms(20); //一次的时间
      }
   }
   return 1;
}
/*
函数  功能：GSM模块初始化检测
函数返回值：1表示模块检测失败，0表示成功
*/
u8 SIM800C_InitCheck(void)
{
    if(SIM800C_SendCmd("AT\r\n","OK"))return 1;
    else printf("SIM800模块正常!\r\n");
    if(SIM800C_SendCmd("ATE0\r\n","OK"))return 2;
    else printf("设置模块不回显成功!\r\n");
    if(SIM800C_SendCmd("AT+CGMI\r\n","OK"))return 3;
    else printf("查询制造商名称成功!%s\r\n",USART2_RX_BUFF);
    if(SIM800C_SendCmd("AT+CGMM\r\n","OK"))return 4;
    else printf("查询模块型号成功!%s\r\n",USART2_RX_BUFF);
    DelayMs(1000);
    DelayMs(1000);
    if(SIM800C_SendCmd("AT+CNUM\r\n","+CNUM:"))return 5;
    else printf("获取本机号码成功!%s\r\n",USART2_RX_BUFF);
    /* 返回格式如下:
    +CNUM: "","+8613086989413",145,7,4
    OK
    */
    return 0;
}
/*
函数  功能：GSM模块短信模式设置
函数返回值：0表示模块设置成功
*/
u8 SIM800C_SetNoteTextMode(void)
{
    if(SIM800C_SendCmd("AT+CSCS=\"GSM\"\r\n","OK"))return 1;// "GSM"字符集
    else printf("短信GSM字符集设置成功!\r\n");
    if(SIM800C_SendCmd("AT+CMGF=1\r\n","OK"))return 2; //文本模式
    else printf("短信文本模式设置成功!\r\n");
    return 0;
}
/*
函数功能：发送短信
函数参数：
          num:电话号码
          text:短信内容
函数返回值：0表示发送成功
*/
u8 SIM800C_SendNote(u8 *num,u8 *text,u16 len)
{
    char data[50];
    char send_buf[2];
    sprintf(data,"AT+CMGS=\"%s\"\r\n",num);
    if(SIM800C_SendCmd(data,">"))return 1; //设置发送的手机号
    USART_X_SendData(USART2,text,len);     //发送短信内容
    send_buf[0] = 0x1a;
    send_buf[1] = '\0';
    if(SIM800C_SendCmd(send_buf,"+CMGS"))return 2; //发送结束符号
    return 0;
}
/*
函数功能：NTP网络同步时间
*/
void SIM800C_NtpUpdate(void)
{  
   SIM800C_SendCmd("AT+SAPBR=3,1,\"Contype\",\"GPRS\"\r\n","OK");//配置承载场景1
   SIM800C_SendCmd("AT+SAPBR=3,1,\"APN\",\"CMNET\"\r\n","OK");
   SIM800C_SendCmd("AT+SAPBR=1,1\r\n","OK");                     //激活一个GPRS上下文
   DelayMs(5);
   SIM800C_SendCmd("AT+CNTPCID=1\r\n","OK");                     //设置CNTP使用的CID
   SIM800C_SendCmd("AT+CNTP=\"202.120.2.101\",32\r\n","OK");     //设置NTP服务器和本地时区(32时区 时间最准确)
   SIM800C_SendCmd("AT+CNTP\r\n","+CNTP: 1");                    //同步网络时间
   printf("同步网络时间:%s\r\n",USART2_RX_BUFF);
}
/*
函数功能：GPRS数据通信初始化
返 回 值： 0表示成功
*/
u8 SIM800C_GPRS_Init(void)
{
   SIM800C_SendCmd("AT+CIPCLOSE=1\r\n","CLOSE OK"); //关闭连接
   SIM800C_SendCmd("AT+CIPSHUT\r\n","SHUT OK");   //关闭移动场景 
   if(SIM800C_SendCmd("AT+CGCLASS=\"B\"\r\n","OK"))return 1;        //设置GPRS移动台类别为B,支持包交换和数据交换 
   if(SIM800C_SendCmd("AT+CGDCONT=1,\"IP\",\"CMNET\"\r\n","OK"))return 2;//设置PDP上下文,互联网接协议,接入点等信息
   if(SIM800C_SendCmd("AT+CGATT=1\r\n","OK"))return 3;          //附着GPRS业务
   if(SIM800C_SendCmd("AT+CIPCSGP=1,\"CMNET\"\r\n","OK"))return 4;    //设置为GPRS连接模式
   if(SIM800C_SendCmd("AT+CIPHEAD=1\r\n","OK"))return 5;          //设置接收数据显示IP头(方便判断数据来源)
   return 0;
}
/*
函数功能: 连接TCP服务器
函数参数: 
        ipaddr:ip地址
        port:端口 
返 回 值: 0表示成功,其他值表示失败
*/
u8 SIM800C_Connect_TCP_Server(char *ipaddr,char *port)
{
   char cmd_buff[100];
   SIM800C_SendCmd("AT+CIPCLOSE=1\r\n","CLOSE OK"); //关闭连接
   SIM800C_SendCmd("AT+CIPSHUT\r\n","SHUT OK");   //关闭移动场景 
   sprintf(cmd_buff,"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",\"%s\"\r\n",ipaddr,port);
   if(SIM800C_SendCmd(cmd_buff,"OK"))return 1;    //发起连接
   return 0;
}
/*
函数功能: TCP客户端模式下发送数据
返 回 值： 0表示成功,其他值表示失败
*/
u8 SIIM800C_TCP_SendData(u8 *data,u32 len)
{
   char send_buf[2];
  //准备发送数据
   if(SIM800C_SendCmd("AT+CIPSEND\r\n",">")==0)
   {
      //发送数据
      USART_X_SendData(USART2,data,len);
      //发送结束符号
      DelayMs(50);
      send_buf[0] = 0x1a;
      send_buf[1] = '\0';
      if(SIM800C_SendCmd(send_buf,"SEND OK"))return 2;
      else  return 0;
   }
   return 1;
}
/*
函数功能: 采用HTTP协议方式向OneNet服务器上报数据
函数参数：
        char *data_point：数据点的名称
        u32 data ：上传的数据
*/
char OneNet_HTTP_CMD[1024];
char OneNet_HTTP_BUFF[300];
#define ONENET_DEVICE_ID "529199894"
#define ONENET_API_KEY "GfYgLKD4UxsjgJqkXhEoYLhL6fE="
void OneNet_HTTP_DataUpdate(char *data_point,u32 data)
{
    //拼接数据
    snprintf(OneNet_HTTP_BUFF,sizeof(OneNet_HTTP_BUFF),
      "{\"datastreams\":[{\"id\":\"%s\",\"datapoints\":[{\"value\":%d}]}]}",data_point,data);
    //拼接数据
    snprintf(OneNet_HTTP_CMD,sizeof(OneNet_HTTP_CMD),
      "POST /devices/%s/datapoints HTTP/1.1\r\n" \
      "api-key:%s\r\n" \
      "Host:api.heclouds.com\r\n" \
      "Connection:close\r\n" \
      "Content-Length:%d\r\n" \
      "\r\n" \
      "%s",
      ONENET_DEVICE_ID,ONENET_API_KEY,strlen(OneNet_HTTP_BUFF),OneNet_HTTP_BUFF
    );
    printf("OneNet_HTTP_CMD=%s\r\n",OneNet_HTTP_CMD);
    printf("连接服务器的状态:%d\r\n",SIM800C_Connect_TCP_Server("183.230.40.33","80"));
    DelayMs(500);
    printf("数据发送的状态:%d\r\n",SIIM800C_TCP_SendData((u8*)OneNet_HTTP_CMD,strlen(OneNet_HTTP_CMD)));
}
/*
函数功能: 采用HTTP协议方式向OneNet服务器上报GPS经纬度信息
函数参数：
        char *data_point：数据点的名称
        double Longitude,double latitude：上传的经纬度数据
*/
void OneNet_HTTP_GPS_DataUpdate(char *data_point,double Longitude,double latitude)
{
    //拼接数据
    snprintf(OneNet_HTTP_BUFF,sizeof(OneNet_HTTP_BUFF),
      "{\"datastreams\":[{\"id\":\"%s\",\"datapoints\":[{\"value\":{\"lon\":%lf,\"lat\":%lf}}]}]}",
       data_point,Longitude,latitude);
    //拼接数据
    snprintf(OneNet_HTTP_CMD,sizeof(OneNet_HTTP_CMD),
      "POST /devices/%s/datapoints HTTP/1.1\r\n" \
      "api-key:%s\r\n" \
      "Host:api.heclouds.com\r\n" \
      "Connection:close\r\n" \
      "Content-Length:%d\r\n" \
      "\r\n" \
      "%s",
      ONENET_DEVICE_ID,ONENET_API_KEY,strlen(OneNet_HTTP_BUFF),OneNet_HTTP_BUFF
    );
    printf("GPS_OneNet_HTTP_CMD=%s\r\n",OneNet_HTTP_CMD);
    printf("连接服务器的状态:%d\r\n",SIM800C_Connect_TCP_Server("183.230.40.33","80"));
    DelayMs(500);
    printf("数据发送的状态:%d\r\n",SIIM800C_TCP_SendData((u8*)OneNet_HTTP_CMD,strlen(OneNet_HTTP_CMD)));
}

四、创建应用

发布的链接:  https://open.iot.10086.cn/iotbox/appsquare/appview?openid=6b5f9941b4d0464671fa1bb6cd3511dc

image.png

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文章标签：
云消息队列 MQ
数据采集
数据可视化
传感器
定位技术
关键词：
云消息队列 MQ协议
云消息队列 MQ mq
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MyEMS深度融合Modbus与MQTT协议，破解能源数据采集中协议碎片化、网络异构、数据孤岛等难题。通过Modbus接入95%以上工业设备，实现现场数据精准“拉取”；依托MQTT构建高效物联网传输通道，支持多源数据主动“推送”与云端集成。边缘侧采集规整，中心侧汇聚分析，形成统一、可靠、低延迟的数据流。该架构兼具高兼容性、强扩展性与低运维成本，广泛应用于工业园区、商业楼宇及集团型企业，支撑实时监控、AI分析与跨系统融合，打造泛在互联的能源数据底座，助力企业实现全面智慧能源管理。
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技术自由圈/原疯狂创客圈
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消息中间件 架构师 Java
美团面试：对比分析 RocketMQ、Kafka、RabbitMQ 三大MQ常见问题？
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技术自由圈/原疯狂创客圈
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美团面试：对比分析 RocketMQ、Kafka、RabbitMQ 三大MQ常见问题？
阿里云云原生
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消息中间件 负载均衡 物联网
乐刻运动：基于 RocketMQ + MQTT 实现健身产业数字化升级
乐刻运动通过采用阿里云的云消息队列 RocketMQ 版和云消息队列 MQTT 版，不仅提升了系统的实时数据处理能力，还增强了系统的可扩展性、可靠性和性能，为业务的持续发展和流畅的用户体验，提供了坚实的技术支持，进一步推动了数字经济与健身产业的深度融合。
阿里云云原生
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蓝易云
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数据可视化 关系型数据库 MySQL
嵌入式C++、STM32、MySQL、GPS、InfluxDB和MQTT协议数据可视化
通过本文的介绍，我们详细讲解了如何结合嵌入式C++、STM32、MySQL、GPS、InfluxDB和MQTT协议，实现数据的采集、传输、存储和可视化。这种架构在物联网项目中非常常见，可以有效地处理和展示实时数据。希望本文能帮助您更好地理解和应用这些技术，构建高效、可靠的数据处理和可视化系统。
蓝易云
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啦啦啦191
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11月前
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监控 安全 Java
Java 开发中基于 Spring Boot 3.2 框架集成 MQTT 5.0 协议实现消息推送与订阅功能的技术方案解析
本文介绍基于Spring Boot 3.2集成MQTT 5.0的消息推送与订阅技术方案，涵盖核心技术栈选型（Spring Boot、Eclipse Paho、HiveMQ）、项目搭建与配置、消息发布与订阅服务实现，以及在智能家居控制系统中的应用实例。同时，详细探讨了安全增强（TLS/SSL）、性能优化（异步处理与背压控制）、测试监控及生产环境部署方案，为构建高可用、高性能的消息通信系统提供全面指导。附资源下载链接：[https://pan.quark.cn/s/14fcf913bae6](https://pan.quark.cn/s/14fcf913bae6)。
啦啦啦191
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技术小达人
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消息中间件 存储 Cloud Native
基于 RocketMQ 的云原生 MQTT 消息引擎设计
基于 RocketMQ 的云原生 MQTT 消息引擎设计
技术小达人
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蓝易云
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数据采集 传感器 监控
多协议网关BL110钡铼6路RS485转MQTT协议云网关
BL110钡铼6路RS485转MQTT协议云网关是一款高性能、易配置的工业级设备，适用于各种需要远程监控和数据采集的物联网应用场景。通过将传统RS485设备的数据转换为MQTT协议并上传至云平台，实现了设备的远程管理和智能控制，极大地提升了系统的管理效率和响应速度。
蓝易云
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刘天棋
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消息中间件 测试技术
通过轻量消息队列（原MNS）主题HTTP订阅+ARMS实现自定义数据多渠道告警
轻量消息队列（原MNS）以其简单队列模型、轻量化协议及按量后付费模式，成为阿里云产品间消息传输首选。本文通过创建主题、订阅、配置告警集成等步骤，展示了该产品在实际应用中的部分功能，确保消息的可靠传输。
刘天棋
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龙大吉
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网络协议 物联网 网络性能优化
物联网协议比较 MQTT CoAP RESTful/HTTP XMPP
【10月更文挑战第18天】本文介绍了物联网领域中四种主要的通信协议：MQTT、CoAP、RESTful/HTTP和XMPP，分别从其特点、应用场景及优缺点进行了详细对比，并提供了简单的示例代码。适合开发者根据具体需求选择合适的协议。
龙大吉
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