支持数据处理的MQTT通讯协议方法、设备和存储装置制造方法及图纸

本发明专利技术特别涉及一种支持数据处理的MQTT通讯协议方法、设备和存储装置。该支持数据处理的MQTT通讯协议方法、设备和存储装置，MQTT Broker角色新增数据处理模块，并通过新增反馈控制报文将数据处理结果反馈给MQTT发布者角色；所述数据处理模块用于实现脏数据过滤、数据转换和反馈功能；MQTT发布者角色收到反馈信息后对脏数据进行调整，并重新进行数据上报。该支持数据处理的MQTT通讯协议方法、设备和存储装置，不仅能够避免每个MQTT订阅者做重复的数据处理工作，还能避免脏数据在整个MQTT传输过程的时间消耗，将脏数据及时反馈给发布者，从而能够有效满足用户的个性化MQTT应用场景需求。需求。需求。

【技术实现步骤摘要】
支持数据处理的MQTT通讯协议方法、设备和存储装置


[0001]本专利技术涉及数据通讯
，特别涉及一种支持数据处理的MQTT通讯协议方法、设备和存储装置。

技术介绍

[0002]MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议)，是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的轻量级协议。该协议构建于TCP/IP协议之上，MQTT最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。
[0003]MQTT支持三种消息发布服务质量："至多一次"，消息发布完全依赖底层TCP/IP网络，会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次数据记录不会造成数据丢失，因为不久后还会有第二次发送。这一种方式主要普通APP的推送，倘若智能设备在消息推送时未联网，推送过去没收到，再次联网也就收不到了。"至少一次"，确保消息到达，但消息重复可能会发生。"只有一次"，确保消息到达一次。在一些要求比较严格的计费系统中，可以使用此级别。在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。这种最高质量的消息发布服务还可以用于即时通讯类的APP的推送，确保用户收到且只会收到一次。
[0004]由于MQTT通讯协议构建于TCP/IP协议之上，因此沿用了以报文的方式进行消息传输；MQTT报文的构成：固定报头、可变报头和有效载荷；
[0005]表1固定报头：每个报文都具备
[0006][0007]表2可变报头：部分报文具备
[0008][0009][0010]有效载荷(部分报文包含)：一般都是长度+具体信息的十六进制表示；其最大长度受固定报头中剩余长度4个字节的限制(即一次携带信息的最大信息量为4个字节：256MB)；不同报文携带不同有效载荷，例如CONNECT报文则是：用户id长度+用户id+用户名长度+用户名+用户密码长度+用户密码。
[0011]表3MQTT通讯协议中现有的控制报文
[0012][0013][0014]表4现有MQTT通讯协议中，针对可变报文及有效载荷的规定
[0015][0016]下面以一个具体实例进行说明：
[0017][0018][0019]PUBLISH报文展示(16进制表示形式)：
[0020]MQTT控制报文类型：30
[0021]剩余长度：11
[0022]主题长度：00 04
[0023]主题详细内容：74 65 73 74
[0024]携带有效信息：68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64
[0025]整体报文：30 11 00 04 74 65 73 74 68 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64
[0026]随着物联网技术的不断发展，MQTT通讯协议的应用也越来越广泛；原有的MQTT通讯协议仅能满足物联网中数据原样的转发服务，无法满足一些需要支持数据处理及数据转发的个性化应用场景。
[0027]基于此，本专利技术提出了一种支持数据处理的MQTT通讯协议方法、设备和存储装置。

技术实现思路

[0028]本专利技术为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的支持数据处理的MQTT通讯协议方法、设备和存储装置。
[0029]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0030]一种支持数据处理的MQTT通讯协议方法，其特征在于：MQTT Broker角色新增数据处理功能，并通过新增反馈控制报文将数据处理结果反馈给MQTT发布者角色；
[0031]所述MQTT Broker角色在具备现有MQTT通讯协议的基础功能外，新增数据处理模块，所述数据处理模块用于实现脏数据过滤、数据转换和反馈功能；
[0032]在MQTT Broker底层实现代码中新增数据处理包，采用模块化整合的处理方式，用户导入数据处理配置文件；MQTT Broker角色根据用户配置的数据处理文件决定是否开启相关数据处理功能；若不开启数据处理功能，则为现有MQTT通讯协议；若开启数据处理功能，则自定义配置脏数据过滤规则及相应数据转换规则；
[0033]MQTT Broker角色在完成数据处理后，利用MQTT的数据转发功能，将处理后的数据转发给MQTT订阅者角色；同时通过新增反馈报文feedback将数据处理的结果反馈给MQTT发布者角色，MQTT发布者角色收到反馈信息后对脏数据进行调整，并重新进行数据上报。
[0034]所述MQTT发布者角色，部署在MQTT客户端，为物联网中路由器，其下连接智能边缘设备，采集智能边缘设备相关数据，作为MQTT数据传输的原始数据进行上报；
[0035]所述MQTT订阅者角色部署在MQTT客户端，通过订阅与MQTT发布者约定的主题topic接收从MQTT Broker转发的数据。
[0036]所述反馈报文feedback的构成包括固定报文头部和有效载荷，报文展示为F0+剩余长度+有效载荷；同时新增一个反馈标志位，以决定发布者是否接收反馈报文。
[0037]包括如下步骤：
[0038]步骤S01、MQTT客户端连接服务器
[0039]安装MQTT客户端的发布者与MQTT Broker建立网络连接后，发布CONNECT报文请求与服务器建立连接；
[0040]在同一个网络连接中，客户端只能发送一次CONNECT报文，如果出现第二个CONNECT报文，按照协议标准，服务器将第二个CONNECT报文当作协议违规处理并断开客户
端的连接；对于正常的连接请求，服务器必须产生应答报文CONNACK，如果无法建立会话，服务器则在应答报文中报告对应的错误代码；
[0041]在客户端与服务器成功建立连接后，为了维持连接，按照CONNECT报文中keep alive设置的时间值t秒，每隔t秒客户端向服务器发送一个心跳请求报文PINGREQ；同样服务器端接收客户端心跳请求时回复一个心跳响应报文PINGRESP；
[0042]步骤S02、MQTT订阅主题
[0043]MQTT订阅者在安装MQTT客户端后，向服务器发送SUBSCRIBE报文用于创建一个或多个订阅，SUBSCRIBE报文中包含订阅主题及服务器向客户端发送应用消息所允许的最大服务质量QoS等级：0、1或2；服务器端收到SUBSCRIBE报文后，回复SUBACK确认报文；同时在服务器中，记录每个客户关注的一个或者多个主题，当服务器收到这些主题的PUBLISH报文时，将分发应用消息到与之匹配的客户端；
[0044]步骤S03、MQTT发布主题
[0045]MQTT发布者在安装MQTT客户端后，向服务器发送PUBLISH报文用于数据上报，PUBLISH报文包含固定报文头、有效载荷和消息服务质量QoS等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支持数据处理的MQTT通讯协议方法，其特征在于：MQTT Broker角色新增数据处理功能，并通过新增反馈控制报文将数据处理结果反馈给MQTT发布者角色；所述MQTT Broker角色在具备现有MQTT通讯协议的基础功能外，新增数据处理模块，所述数据处理模块用于实现脏数据过滤、数据转换和反馈功能；在MQTT Broker底层实现代码中新增数据处理包，采用模块化整合的处理方式，用户导入数据处理配置文件；MQTT Broker角色根据用户配置的数据处理文件决定是否开启相关数据处理功能；若不开启数据处理功能，则为现有MQTT通讯协议；若开启数据处理功能，则自定义配置脏数据过滤规则及相应数据转换规则；MQTT Broker角色在完成数据处理后，利用MQTT的数据转发功能，将处理后的数据转发给MQTT订阅者角色；同时通过新增反馈报文feedback将数据处理的结果反馈给MQTT发布者角色，MQTT发布者角色收到反馈信息后对脏数据进行调整，并重新进行数据上报。2.根据权利要求1所述的支持数据处理的MQTT通讯协议方法，其特征在于：所述MQTT发布者角色，部署在MQTT客户端，为物联网中路由器，其下连接智能边缘设备，采集智能边缘设备相关数据，作为MQTT数据传输的原始数据进行上报；所述MQTT订阅者角色部署在MQTT客户端，通过订阅与MQTT发布者约定的主题topic接收从MQTT Broker转发的数据。3.根据权利要求1所述的支持数据处理的MQTT通讯协议方法，其特征在于：所述反馈报文feedback的构成包括固定报文头部和有效载荷，报文展示为F0+剩余长度+有效载荷；同时新增一个反馈标志位，以决定发布者是否接收反馈报文。4.根据权利要求1～3任意一项所述的支持数据处理的MQTT通讯协议方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S01、MQTT客户端连接服务器安装MQTT客户端的发布者与MQTT Broker建立网络连接后，发布CONNECT报文请求与服务器建立连接；在同一个网络连接中，客户端只能发送一次CONNECT报文，如果出现第二个CONNECT报文，按照协议标准，服务器将第二个CONNECT报文当作协议违规处理并断开客户端的连接；对于正常的连接请求，服务器必须产生应答报文CONNACK，如果无法建立会话，服务器则在应答报文中报告对应的错误代码；在客户端与服务器成功建立连接后，为了维持连接，按照CONNECT报文中keep alive设置的时间值t秒，每隔t秒客户端向服务器发送一个心跳请求报文PINGREQ；同样服务器端接收客户端心跳请求时回复一个心跳响应报文PINGRESP；步骤S02、MQTT订阅主题MQTT订阅者在安装MQTT客户端后，向服务器发送SUBSCRIBE报文用于创建一个或多个订阅，SUBSCRIBE报文中包含订阅主题及服务器向客户端发送应用消息所允许的最大服务质量QoS等级：0、1或2；服务器端收到SUBSCRIBE报...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中明，金伟毅，郭春杰，陈洪鑫，李胜，
申请(专利权)人：苏州思萃工业互联网技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：