MQTT 教學筆記

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) 是物聯網極受歡迎的訊息傳輸協定

在使用 IOT 相關裝置時，當 Sensor 接收到資料時可透過 MQTT協定來傳送資料。

MQTT 介紹

MQTT 以 發布（Publish）/ 訂閱(Subscribe) 主題(Topic) 的方式來進行資料傳輸，發布的那端稱為 發布者(Publisher)，而訂閱的那端稱為 訂閱者(Subscriber)，而發布者和訂閱者之間則透過 代理人(Broker) 來進行中繼傳輸者，提供發布者和訂閱者服務。以現今的角度來看，發布者可以比喻像是 影音平台上的創作者，如：Youtube、Netflix，每天可隨時發布影片到影音平台上，而訂閱者可比喻為觀看影音平台上影片的觀眾，可選擇性訂閱喜歡的頻道來獲取娛樂、吸取新知，影音平台就能形容成代理人，接收創作者的影片到平台上，並將你所訂閱的頻道發布到你的影音平台上。

相信這樣的比喻你已經懂 MQTT 基本概念了，現在讓我們來了解一下這些名詞的真實定義：

• 發布者(Publisher)：傳送 IOT 裝置所蒐集到的資料給 Broker，通常是 Sensor 的資料，這樣的行為稱為 發布（Publish），而負責這個行動的角色就稱為發布者。
• 代理人(Broker)：負責接收發布者的資料，並且將所接收到的資料傳送給有訂閱該主題的訂閱者，此行為稱為訂閱（Subscribe），負責這些行動的角色就稱為代理人。
• 訂閱者(Subscriber)：負責接收 Broker 所傳送的資料。

發布者和代理人為 Client 端，代理人為 Server 端。

MQTT 為輕量化的傳輸協定，屬於連線導向，將訊息從某個端點傳送至 Server，現今由於行動裝置技術逐漸成熟， IOT 裝置輕巧、能夠遠端控制與監控，甚至作為穿戴式裝置，功能性的支援上就會有所限制，利用無線傳輸技術，網路頻寬與低功耗就成了研究問題。

隨著硬體研發越來越進步，智慧家庭的時代來臨，以及工業自動化、環境監測的應用，無線感測網路（Wireless Sensor Netowks, WSN）的技術越來越受到重視，有時候身邊有琳瑯滿目的 IOT 感測裝置，但在某些情境下，要如何只提取需要的特定資料，而不是接收所有的資料？假設 A 設備可以感測溫度、濕度或是離前方物體的距離，我們為這幾個感測器資料設置各種不同的主題：

• 溫度主題：Home/Temperature
• 濕度主題：Home/Humidity
• 距離主題：Home/Distance

若現在我們只想知道溫度，我們就可以透過 MQTT 的協定機制，只需要訂閱 Home/Temperature ，就能夠有效減少資料傳輸的流量，如此傳輸效率也就更好。

安裝 MQTT mosquitto

安裝 broker (server 端)

sudo apt install mosquitto

安裝完成之後，本機端將會開啟 1883 port 服務來聆聽是否有請求要連線，若有開啟服務即安裝成功。

Sophie@ubuntu:~$ netstat -a | grep 1883
tcp        0      0 0.0.0.0:1883            0.0.0.0:*               LISTEN     
tcp6     0      0 [::]:1883            		    [::]:*                	     LISTEN

安裝 MQTT mosquitto-clients

安裝 clinet 端

sudo apt install mosquitto-clients

安裝之後便可使自由使用 publish 和 subscribe。

發布（Publish）

mosquitto_pub -h localhost -t Home/Temperature -m "Sensor Data or message"

訂閱 （Subscribe）

mosquitto_sub -h localhost -t Home/Temperature

• options
  -h ： host
  -t ： topic
  -m ： message
  -k ： keep alive
  --help 詳細說明

使用範例如下圖

Reference

[1] Ravi Kishore Kodali, SreeRamya Soratkal, MQTT based home automation system using ESP8266, 2016