快速開發MQTT（一）電子工程師眼中的MQTT

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對於MQTT的介紹，官方文檔是直接進入主題，討論其架構模型，對於不曾接觸網絡技術的電子工程師來講，這第一章都已是略微難懂的章節，更別提繼續往下看了。所以，此文是站在電子工程師的角度介紹MQTT協議，爲方便理解和描述，確定沒有計算機網絡方面專業術語那麼準確。

做爲一名電子工程師，去理解網絡工程、軟件工程這些範疇的技術，有時候時很是困難的，尤爲是作硬件，不少東西感受很抽象，又很空洞。

 

 

平常工做中，電子工程師面對更多的是UART、SPI、IIC、USB，對於觸手可及的這些外設接口協議，咱們通常更多關注的是他們的信號時序、電氣特性、傳輸速率等參數。而且在開發時，這些外設接口可以看得見摸得着，知道是哪兩個或者哪幾個設備之間進行鏈接。

 

MQTT基於TCP鏈接進行的網絡通訊。

都說「基於TCP鏈接」的通訊，那到底啥是「TCP鏈接」呢？(官網http://www.tcpipguide.com/)這個須要瞭解到TCP/IP參考模型中的4層的定義：

 

 

TCP/IP參考模型圖

MQTT是在TCP鏈接後的基礎上進行通訊的，那麼在此能夠簡單認爲，TCP就是個「外設接口」，就像UART、SPI這樣，做爲傳輸層，就負責把數據收發。

而在實際在使用過程當中，MQTT數據是帶了各類「格式」的條條框框進行封裝，這些條條框框的封裝就是在應用層定義和實現的。

應用層的協議利用TCP這種「接口」進行收發數據時，爲了區別於不一樣應用程序，而定義了應用協議，相似於MQTT、HTTP、FTP等。

 

利用工具模擬和對比，串口鏈接後收發和TCP鏈接後收發的狀況。

這裏使用的是單片機開發的時候最經常使用到的一個串口助手SSCOM V5.10a(http://www.daxia.com/sscom/sscom5.13.1.rar)，帶有TCP鏈接功能。首先看看電子工程師很是熟悉的串口通訊界面：

 

 

串口通訊時的數據交互截圖

 

一樣的，切換到TCP鏈接的方式，根據以下截圖配置TCP服務器和TCP客戶端：

 

 

TCP鏈接後通訊時的數據交互截圖

 

可見TCP和串口相似，在鏈接後就能夠對數據進行傳輸了。而且和串口同樣，在傳輸時，數據是被徹底透傳出去的，而沒有被封裝成任何格式（只看TCP層），可見平時在底層開發時使用串口通訊都沒有上升到應用層協議，基本都是裸數據傳輸的，即便說有協議那基本都是私有協議，且是自定義的。

但是怎樣可以實現鏈接？

MQTT協議是基於TCP鏈接進行通訊的，TCP可謂是比嵌入式外設要複雜些，不是簡單一個硬件實現就能夠了的。

 

串口鏈接，最少須要的3根數據線(TxD,RxD,GND)，而後設置兩端設備的波特率、數據位、校驗位、中止位，便可完成鏈接。

而TCP鏈接，須要往下的多個層協議來實現，而後就是配置IP地址、端口。實現方式有不少，有線方式能夠用集成了網卡芯片的單片機或者以太網轉串口、SPI模塊等，無線的方式能夠用集成了wifi的單片機或者wifi轉串口、SPI模塊等。

TCP鏈接實現方式很簡單，就是芯片搭模塊，而實現過程倒是很複雜，對於應用開發的電子工程師，須要作的是可以利用低價格高效益的解決方案來實現MQTT協議，實現物聯網。

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