运用MQTT 完成IoT 数据传输-ET-2200 之MQTT 协议应用

　　MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种开放、简单、易于实作的轻量级发布/ 订阅式消息传输协议，可在低频宽的网络环境中提供可靠的网络服务。这些特性使其非常适合在各种受限的环境下使用，例如机器对机器(M2M) 和物联网（IoT）等程序码空间受限、网络频宽受限，又要求实时性、安全性、且数据传输次数密集的通信系统。

　　何谓发布/ 订阅式消息传输协议?

　　MQTT 架构可分为三大部分:Broker、Publisher 和Subscriber，Broker 是传递讯息的代理人。在MQTT 架构中Broker 扮演了Server 的角色，任何讯息都需经过Broker的处理才能送达，Broker 利用讯息的Topic( 主题名称) 转发给正确的Client。Publisher 和Subscriber 都是Broker的Client 端，Publisher 会将特定Topic 的更新讯息送往Broker。当特定Topic 的讯息更新时，Broker 便会将新的讯息转发给已订阅的Subscriber，所以只需要知道主题名称，任何Client 都能兼任Publisher 和Subscriber。

　　ET-2200 系列的MQTT功能

　　ET-2200 系列为DI、DO 模块，新增的MQTT 功能设计为搭配DI、DO 使用。Publish 功能主要有三种不同的模式，分别为Power-On、State-Change 以及Periodic。Power-On 功能仅在模块重启或是刚上电时作用， 当模块发生供电异常或触发看门狗功能重启后， 有开启Power-OnPublish 功能的DO 将会在与Broker 连线后立即发布当前状态通知所有订阅端。State-Change Publish 在指定的DI、DO 状态发生改变时才会更新主题讯息，而Periodic Publish 则是在固定的时间间隔不断发布当前状态。Subscribe 功能为DO 仅有，可应用于远程设定DO 状态。

　　应用案例

　　通过开源软件Mosquitto 可以在Windows、macOS 和Linux 等操作系统上架设MQTT 架构的Server 端(Broker)，另外使用Chrome 线上商店的免费软件MQTTLens可以模拟MQTT 架构的Client 端(Publisher和Subscriber)。配合上述两个软件可以简单应用ET-2200 系列模块的MQTT 功能，请参阅下方详细步骤。

　　与Broker 建立连线

　　MQTTLens – 点击”+” 并输入Broker的IP Address 后，建立与Broker 的连线。

　　ET-2200 – 登入Web Server 后点击MQTT 页面， 将MQTT 设定为Enable 并在Broker 栏位输入Broker 的IP Address 后点击Update Settings 套用设定。

　　Publisher 功能

　　Step 1 开启MQTT 的DO、DI Publish 功能

　　Step 2 MQTT 页面点选RestartService，确保设定已套用

　　Step 3 使用MQTTLens 订阅Step 1 开启的DO、DI 主题名称( 此范例rb_all 为例)

　　Step 4 观察MQTTlens 可以看到订阅的主题”rb_all”每隔9000ms(Periodic 预设值)会更新主题讯息，讯息内容为所有DO 当前状态。

　　Subscriber 功能

　　Step 1 开启MQTT 的DO Subscribe 功能

　　Step 2 MQTT 页面点选RestartService，确保设定已套用

　　Step 3 使用MQTTLens 发布Step 1 开启的DO 主题名称( 此范例do_all 为例)

　　Step 4 回到ET-2200 Web Server 的Home 页面，观察DO 状态是否与发布讯息相同

　　透过MQTT 实现ET-2200 的I/OPair-connection 功能

　　Step 1 使用ET-2200 # 1 模块的MQTTDI 页面开启State-Change Publish 功能并自订一个Topic ( 例如pair-connection)

　　Step 2 使用ET-2200 # 2 模块的MQTTDO 页面开启Subscribe 功能并输入Step 1设定的Topic ( 例如 pair-connection)

　　Step 3 回到各自的MQTT 页面点选Restart Service，确保设定已套用

　　Step 4 对ET-2200 # 1 模块的DI 输入讯号改变DI 状态，观察ET-2200 # 2 模块Home 页面的DO 状态是否与ET-2200 # 1模块的DI 一同改变。以上图为例，当ET-2200 # 1 的DI 状态发生改变时，ET-2200 #1 会向Broker 发布当前DI 状态，Broker 收到讯息后会将最新的讯息发布给”已订阅”的ET-2200 # 2， 而ET-2200 # 2 收到Broker 的讯息后将DO 调整为对应讯息的状态。