Page 35 - 网络电信2019年3月刊下
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解 决 方 案
一种基于 MQTT 协议的物联网通信网关
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徐侃 ，丁强 2
1，上海软中信息技术有限公司 ;2，上海迪极傲数码科技有限公司
摘要：当前物联网中数据的增长大大超
过了网络带宽的增速，这对物联网通信提出
了巨大挑战;而通信协议又是通信中的关键
问题。论述了物联网对通信协议的要求，并
认为MQTT协议符合了物联网通信的要求。在
此基础上介绍了自主开发的基于MQTT协议并
具有边缘计算功能的一种物联网通信网关，
最后介绍了这个网关在智慧路灯案例中的应
用。
关键词：物联网;MQTT协议;网关
引言 方实体为完成通信或服务而必须遵循的规则和约定，是实现通
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是信息化发 信的基础。因此，如果要解决物联网中的通信问题，就必须从
展的重要阶段。顾名思义，物联网就是物与物相联的互联网。 通信协议入手。
这有两层意思:其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在
互联网基础上的延伸和扩展;其二，其用户端延伸和扩展到了任 二、通信协议在物联网通信中的重要性
何物品之间，这些物品之间进行信息交换和通信，也就是物物 1、通信协议概述
相连物联网通过智能感知、识别、计算、通信等技术，得到了 在前述的物联网的三个层次中，感知层和应用层中的信息
广泛的应用。 或数据需要通过传输层进行通信。目前TCP/IP已经成为互联网
当前物联网风起云涌，物联网连接的设备数量正在呈爆炸 事实上的标准协议，而物联网通信协议主要也是运行在互联网
式速度递增，确保从设备与云端之间可靠地进行双向的大规模 TCP/IP之上的设备通信协议，负责设备通过互联网等各类网络
数据传输以及确保数据传输的安全都是至关重要的。 实现通信和数据交换。
通信协议跟通信技术及相关硬件的关联度较高，现有的产
一、当前物联网通信中的问题 品标准尚未完全确立，因此可以预见到未来的物联网接入所采
物联网有三个层次:第一层是感知层，通过各种的感应技 纳的数据通信协议仍将是百花齐放的格局。目前应用层的网络
术和手段实现人和物相关的数据的采集;第二层是传输层，包括 通信协议主要有HTTPMQTTCoAPXMPP等，通过这些协议实现系统
互联网在内的各种接入网和专用网，目的是对采集来的数据进 与系统、物与物之间的信息交换。
行传输;第三层是应用层俗称云平台，即进行数据处理、数据分 2、HTTP协议的特点
析，以提供应用场景服务。 简捷、快速是HTTP的主要特点，因此HTTP广泛应用于分布
在实际的应用场景中，感知层只负责收集数据、执行指 式超媒体的信息系统之中。它承载于TCP协议之上，通过客户端
令，而云平台负责所有的数据分析和控制逻辑功能。 建立TCP连接，通过指定端口向服务器发出HTTP请求，收到请
然而，感知层每时每刻都在采集数据(这些数据是大量 求后服务器返回一个响应消息。它是一种基于请求与响应模式
的)，在物联网应用背景下的这些数据往往在地理上又是分散 的、基于TCP连接方式的、无状态的、位于应用层的协议 ［2］ 。
的，而相应的应用又要求更快的响应速度和更高的安全性。云 HTTP的主要特点可概括如下:
平台虽然为大数据处理提供了高效的计算平台，但是目前网络 (1)支持客户/服务器模式。
带宽的增长速度远远赶不上数据的增长速度，网络带宽成本的 (2)简单快速:当客户端向服务器提出服务请求时，只需传
下降速度要比CPU内存这些硬件资源成本的下降速度慢很多，同 输请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST等，
时复杂的网络环境让网络延迟很难有突破性提升 ［1］ 。 每种方法分别规定了客户端与服务器不同的连接方式由于HTTP
因此当前限制物联网进一步发展的瓶颈在传输层，也就是 协议简单，使得HTTP服务器端的程序规模小，因而通信速度很
说是通信中的问题。而在通信中，根据定义，通信协议就是双 快。
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