物联网中设备怎么和云端通信

小半 • 2023年7月2日下午9:46 • 硬件开发 • 阅读 656

1. 引言

众所周知，设备对外界环境的感知都来自于各类传感器，当主控芯片采集到传感器消息后，可进行一系列处理和封装，也可以通过WIFI模块与其他设备或者云端进行交互。

其中主控芯片和WiFi模块之间采用的串口或者SPI进行通信，那通过WiFi是如何和云端进行通信呢？IOT行业不同于互联网，互联网中采用HTTP就可以简单实现服务之间的通信，但并不适用于设备和云端通信场景。

因此，对于IOT设备急需一种轻量级的消息传输协议，能实现IOT设备和云端之间的通信。

2. MQTT协议

推出了今天的主角，MQTT协议，该协议是一种轻量级的发布/订阅协议，用于IoT和机器到机器（M2M）通信。它是一种基于TCP/IP协议栈的协议，可以在低带宽、不稳定的网络环境下实现可靠的数据传输。

特点有：

轻量级：MQTT协议设计简单，消息头只有2字节，协议开销小，适用于小型设备和低带宽网络。

发布/订阅模式：MQTT协议采用发布/订阅模式，使得多个客户端可以同时订阅同一个主题，实现数据的广播和多点通信。

QoS支持：MQTT协议支持三种不同的服务质量（QoS）级别，可以根据应用场景选择不同的级别，保证消息的可靠性和及时性。

保持连接：MQTT协议支持保持连接机制，客户端可以与服务器保持长连接，减少网络连接的开销和延迟。

安全性：MQTT协议支持TLS/SSL加密传输，保证数据传输的安全性。

因此，MQTT协议被广泛应用于物联网、智能家居、工业控制等领域。

接下来就说一下，MQTT协议是如何搭建起来的，并是怎样把设备和云端连接起来？

如图所示，MQTT的Client写在了主控芯片中，Broker放在了网关，MQTT的另一个Client放在了云端。其工作流程为：主控采集到传感器的信息，使用MQTT协议，WIFI透传将信息发送到了网关存储起来，云端进行订阅，从Broker获取消息，云端可以将信息进行存储，也可以进行转发到互联网的MQ，供其他服务进行消费。

3. 小结

如上简单介绍了设备端和云端通信中的MQTT协议，在通信中，采用了MQTT中的发布/订阅模式，可以实现数据的广播传输，方便数据的存储和中转。