双5G边缘计算网关/工业CPE-AR7091G/GK
AR7091G/GK——基于5G/4G/3G/2G、WiFi、虚拟专网等技术开发的工业物联网边缘网关/CPE。产品采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式操作系统为软件支撑平台，可同时连接串口设备、以太网设备和 WiFi 设备, 支持内部Flash和外扩Micro SD卡存储数据，能满足工业现场通信的需求。
网关轻量化传输协议——MQTT
时间：2025-02-24浏览：1028
自1999年由IBM的Andy Stanford-Clark与Arlen Nipper（当时为Arcom成员，后归入Cirrus Link）共同发布以来，MQTT这一轻量级消息传输协议，凭借其简洁与高效的特点，赢得了业界的广泛关注与认可。MQTT的设计初衷在于解决低带宽与不稳定网络环境下物联网应用的通信难题，采用发布/订阅模式，能以极少的代码量为联网设备提供实时可靠的消息服务。
MQTT的起源
全称“MQ Telemetry Transport”与Arlen Nipper的背景紧密相关。九十年代初期，Nipper在参与Conoco Phillips公司的原油管道数据采集监控系统（pipeline SCADA system）项目时，为实现传感器与IBM MQ Integrator之间的实时数据传输，开发了该协议。鉴于当时带宽资源有限且成本高昂，MQTT的设计特别注重轻量化和带宽节约，这也是其“轻量级”称号的由来。
MQTT协议的优势
首先，MQTT协议实现简单，便于部署与维护。其次，它支持三种消息服务质量等级（QoS），能够根据网络环境的不同需求，提供不同级别的消息传递可靠性保障。此外，MQTT协议轻量且节省带宽，消息头部最小仅需2个字节，非常适合在带宽受限的网络环境中运行。同时，MQTT协议与数据格式无关，这为其在多种应用场景下的灵活性提供了可能。最后，MQTT协议具备持续的会话感知能力，能够实时感知设备的在线状态，确保消息的有效传递。
与其他通信协议的对比
HTTP协议
MQTT报文体积更��，网络开销更低；同时，MQTT基于发布/订阅模型，支持双工通信，能够实时推送消息，而HTTP则需通过轮询获取数据更新。此外，MQTT是有状态的协议，能够从连接异常中断中恢复，而HTTP则无此功能。与XMPP协议相比，MQTT设计更为简单轻量，路由灵活，报文体积小且编解码简便，更适合在移动互联网和物联网消息领域应用。
MQTT为什么是物联网的首选协议
据IoT Analytics发布的《2022年春季物联网状况》研究报告显示，物联网市场预计到2022年将增长18%，达到144亿活跃连接。面对如此庞大的物联网设备接入和管理需求，MQTT协议凭借其轻量高效、可靠的消息传递、海量连接支持以及安全的双向通信等优势，成为物联网行业的优选。
轻量高效
MQTT协议将协议本身的额外消耗降至最低，能够在带宽受限的网络环境中稳定运行。同时，MQTT客户端所需硬件资源极少，能够运行于各种资源受限的边缘端设备上。在可靠的消息传递方面，MQTT协议提供了三种QoS等级，确保消息在不同网络环境下的可靠传递。此外，MQTT协议还支持清除会话机制，对于希望在重新连接后接收离线期间遗漏消息的客户端，可在连接时设置关闭清除会话，服务端将为客户端存储订阅关系及离线消息，并在客户端再次上线后发送。
海量连接支持
MQTT协议自诞生之初便考虑了日益增长的物联网设备数量。得益于其卓越的设计，基于MQTT的物联网应用及服务能够轻松实现高并发、高吞吐、高可扩展性。目前，支持并发连接数最多的MQTT服务器是EMQX。最近发布的EMQX 5.0通过23节点的集群实现了1亿MQTT连接及每秒100万消息吞吐，成为全球最具扩展性的MQTT服务器。
安全的双向通信
MQTT协议依赖于发布/订阅模式，允许网关设备与云之间进行双向消息通信。同时，MQTT协议支持通过TLS/SSL实现安全的双向通信，并提供客户端ID、用户名和密码等应用层的身份验证与授权机制。此外，MQTT协议还具备心跳保活机制和遗愿消息功能，以应对网络不稳定和客户端异常下线的情况。
注意：MQTT协议在不断发展中持续升级。MQTT 5.0在3.1.1版本的基础上增加了会话/消息延时、原因码、主题别名、用户属性、共享订阅等特性，更符合现代物联网应用需求，提高了大型系统的性能、稳定性与可扩展性。因此，对于初次接触MQTT的开发者，建议使用MQTT 5.0版本。
MQTT协议的应用
MQTT服务器和客户端的选择同样重要。一个成熟的MQTT服务器能够支持海量客户端连接及百万级消息吞吐，帮助物联网业务提供商专注于业务功能，并快速构建可靠的MQTT应用。而MQTT客户端库的选择则取决于开发者的编程语言和业务需求，目前几乎所有编程语言都有成熟的开源MQTT客户端库可供选择。此外，一款易用且功能强大的MQTT测试工具也是MQTT应用开发的关键。MQTT X作为一款开源的跨平台桌面客户端，提供了全面的MQTT 5.0功能测试，并支持多种操作系统和场景下的MQTT测试需求。
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