ESP32-C3模组上跑通MQTT（2）

本文主要是介绍ESP32-C3模组上跑通MQTT（2），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

接前一篇文章：ESP32-C3模组上跑通MQTT（1）

本文内容参考：

《ESP32-C3 物联网工程开发实战》

MQTT协议及使用_mqtt endpoint-CSDN博客

特此致谢！

上一回对于远程控制进行了介绍，并且介绍了常见的云端数据通信协议中的HTTP。本文介绍另一个协议 —— MQTT，这也是本系列文章的重中之重。

二、常见的云端数据通信协议

2. MQTT协议

实际上在笔者之前的文章中，已经对于MQTT进行了介绍，参见：

Windows系统下安装Mosquitto的步骤（1）-CSDN博客

在这个系列中，会从更加深入的技术细节层面对于MQTT协议进行讲解。

MQTT（Message Queue Telemetry Transport）是一个基于客户端/服务器端（C/S）架构发布的/订阅模式的消息传输协议。该写哟具有轻巧、开放、简单、规范和易于实现的特点，适合于资源受限设备，属于物联网的标准传输协议之一。

MQTT协议由IBM于1999年发布，目前MQTT协议已经发展到v5.x，ESP-IDF支持v3.1.1。MQTT v5.x与v3,x差异较大，而且不是互相兼容的。目前市面上大部分云平台还是以v3.x为主，因此本文重点介绍MQTT v3.x。

MQTT协议运行于TCP协议之上，具有如下特点：

• 使用发布/订阅消息模式，提供了一对多的消息分发模式和应用之间的解耦。
• 消息传输时不需要知道负载内容。
• 提供三种等级的服务质量（QoS）来保证数据的传输。
• 传输消耗很小，可最大限度地减少网络流量。
• 支持遗嘱消息，在连接异常断开时，能通知到相关各方。

三、MQTT协议原理

MQTT协议是基于客户端与服务器架构进行通信的。在MQTT协议中，有三类角色：发布者（Publisher）、订阅者（Subscriber）、代理服务器（Broker）。

发布者和订阅者都属于客户端，并且客户端既可以是消息的发布者、也可以是消息的订阅者；代理服务器是服务器端。

MQTT协议的架构如下图所示：

1. 客户端

通常指使用MQTT程序的设备，可以是发布者（Publisher）和订阅者（Subscriber），一般可将智能手机和被控设备视为客户端。客户端总是通过网络连接到服务器端的，可以实现以下功能：

• 将应用消息发布给其它相关的客户端。
• 通过订阅，以请求接收相关的应用消息。
• 通过取消订阅，以移除接收应用消息的请求。
• 断开和服务器端的连接。

MQTT客户端可以向服务端发布信息，也可以从服务端收取信息。我们把客户端发送信息的行为成为发布信息；而客户端要想从服务端收取信息，则首先要向服务端订阅信息。

2. 服务器端

通常指代理服务器（Broker），作为发送消息的客户端和请求订阅的客户端之间的中介。一般可将云平台和云服务器视为服务器端。服务器端可以实现以下功能：

• 接收来自客户端的网络连接。
• 接收客户端发布的应用消息。
• 处理客户端的订阅和取消订阅请求。
• 将应用消息转发给符合条件的客户端。

MQTT服务端其实就是一台服务器。它是MQTT信息传输的枢纽，负责将MQTT客户端发送来的信息传递给MQTT客户端。MQTT服务端还负责管理MQTT客户端。确保客户端之间的通讯顺畅，保证MQTT消息得以正确接收和准确投递。

3. 订阅（Subscribe）

订阅包含一个主题过滤器（Topic Filter）和一个最大的服务质量（QoS）等级。订阅与单个会话（Session）关联，会话可以包含多个订阅，会话的每一个订阅都有一个不同的主题过滤器。

4. 主题（Topic）

主题是附加在应用消息上的一个标签，服务器端在已知该标签的情况下，向订阅了该标签的客户端发送该应用消息的副本。

5. 主题过滤器（Topic Filter）

订阅中包含的一个表达式，用于表示相关的一个或多个主题。主题过滤器可以使用通配符，用于代替单个或多个字符。

6. 会话（Session）

客户端和服务器之间的状态交互，一些会话的持续时长与网络连接一样。客户端与服务器从建立连接到断开连接之间的状态交互称为会话。

7. 订阅与发布模式

订阅与发布模式是MQTT协议的灵魂。订阅者和发布者不需要关心对端的IP地址和端口号，也不需要直接和对端相连，它们甚至不知道对端是否存在。订阅者和发布者之间由代理服务器维系两者的消息交换，代理服务器过滤所有发布者发布的消息，然后分发给合适的订阅者。

发布者和订阅者都需要关心消息的主题。例如，智能手机想查看智能灯A的状态，则流程如下：

1）智能手机可以作为订阅者向代理服务器订阅主题为A/light_state的订阅消息；

2）智能灯设备A可以作为发布者，当智能灯的状态发生变化时，就会发布主题为A/light_state的状态消息给代理服务器；

3）代理服务器过滤订阅了主题A/light_state的订阅者，将状态消息发布给智能手机。这样智能手机就能查询到智能灯A的状态了。

更多内容请看下回。

这篇关于ESP32-C3模组上跑通MQTT（2）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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