一种基于MQTT的物联网信息发布系统的制作方法

本实用新型属于物联网技术领域，涉及一种mqtt的物联网信息发布系统。

背景技术：

tcp传输控制协议(tcp，transmissioncontrolprotocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由ietf的rfc793定义。tcp旨在适应支持多网络应用的分层协议层次结构。http是一个属于应用层的，基于tcp/ip通信协议来传递数据(html文件,图片文件,查询结果等)。

信息发布系统，由服务器、网络、播放器、显示设备组成，将服务器的信息通过网络(广域网/局域网/专用网都适用，包括无线网络)发送给播放器，再由播放器组合音视频、图片、文字等信息(包括播放位置和播放内容等)，输送给液晶电视机等显示设备可以接受的音视频输入形成音视频文件的播放，这样就形成了一套可通过网络将所有服务器信息发送到终端。

现在市场上的信息发布系统大多采用tcp+http的通讯机制，如申请号为2013100835656、名称为“基于信息发布的物联网系统”，该系统包括，通过网络连接的通信终端和物联网服务器，物联网服务器装置或配置嵌入包括信息发布模块或/和网络即时通信模块；通信终端通过有线网络、无线网络、移动网络或wifi网络，登陆其与物联网标识中映射绑定的信息发布账户、即时通信账户或id账户，进行近场、本地或远程的信息发布、即时通讯或信息传输。现有机制存在诸多不足：

1.tcp长连接私有协议需要进行大量验证，增加时间成本。接入第三方需要大量适配工作，非常困难；无法接入开源组件，增加开发难度。

2.http协议是单向的，客户端必须发起连接，在物联网领域，设备或传感器通常是客户端，这意味着它们无法被动地接收来自网络的命令。本身是一种有许多标头和规则的重量级协议，一次传输开销大。它不适合受限的网络。http是一种1对1协议。客户端发出请求，服务端进行响应。将消息传送到网络上的所有设备上，不但很困难，而且成本很高，而这是物联网应用程序中的一种常见使用情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于mqtt的物联网信息发布系统，该系统通过mqtt协议通信，大大降低设备的网络开销，降低硬件设备对网络带宽的要求，非常适用于物联网信息发布。

本实用新型提供的基于mqtt的物联网信息发布系统，包括信发服务器、mqtt中间件服务器、数据库服务器；所述信发服务器与一个或多个终端设备采用发布/订阅的异步通信模式通信，即，所述信发服务器为信息发布端，与所述mqtt中间件服务器通过mqtt协议通信连接，所述mqtt中间件服务器还通过mqtt协议与所述终端设备通信连接，所述终端设备为信息订阅端；所述信发服务器与所述数据库服务器通信连接，所述数据库服务器用于存储终端设备的身份信息。

本实用新型采用mqtt协议通信，信发服务器作为信息发布端，信息发布后，终端设备通过mqtt中间件服务器订阅，由mqtt中间件服务器推送给终端设备，本实用新型实现一次发布，多个终端设备订阅，大大节省了流量。本实用新型方便终端设备的接入，降低开发难度，节省网络开销，降低硬件设备对网络带宽的要求。

为适应大容量数据的发布，本实用新型还包括二级缓存服务器，所述二级缓存服务器分别与所述信发服务器、终端设备通信连接，所述二级缓存服务器用于存储所述信发服务器所发布的内容，终端设备订阅后，mqtt中间件服务器推送存储地址给终端设备，由终端设备根据存储地址访问二级缓存服务器，从二级缓存服务器上下载订阅的具体内容。本实用新型所述信发服务器与二级缓存服务器通过nfs、http或ftp协议通信连接。

对于大型物联网信息发布系统，需要通过集群服务器来处理数据，本实用新型所述信发服务器、mqtt中间服务器为由若干服务器组成的信发服务器组集群、mqtt中间服务器集群。

相应地，对于小型信息发布系统，所述信发服务器、所述mqtt中间件服务器部署在同一硬件设备上，如部署在同一台计算机上，降低设备成本。为节约设备成本，本实用新型所述信发服务器、所述数据库服务器也可以部署在同一硬件设备上。

本实用新型采用mqtt协议通信，方便第三方的接入，降低开发难度。节省网络开销，降低硬件设备对网络带宽的要求。

附图说明

图1为本实用新型结构图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供的基于mqtt的物联网信息发布系统，包括信发服务器(或服务器组集群)、mqtt中间件服务器(或服务器集群)、数据库服务器、二级缓存服务器，信发服务器和终端设备采用发布/订阅的异步通信模式，通过mqtt中间件服务器进行数据交互，即，终端设备与mqtt中间服务器之间通过mqtt协议通信连接，信发服务器与mqtt中间服务器之间也通过mqtt协议通信连接。信发服务器用于视频等内容的发布，是信息发布端，终端设备向信发服务器订阅相关内容，是信息订阅端，同时，信发服务器也可以向终端设备订阅有关内容，将终端设备作为发布者。当然，在广告发布等领域，终端设备只是订阅视频、图片等广告的订阅方，不会发布数据，数据全部由信发服务器来发布。在实际的物联网信息发布系统中，需要对大量的终端设备的身份进行认证，通过数据库服务器存储终端设备信息，以便在终端设备订阅数据内容时，由信发服务器对终端设备进行鉴权认证，信发服务器将终端设备上传的身份信息与数据库服务器中存储的信息进行比较，如果一致则允许终端设备的订阅，向终端设备发送视频、图片等相关数据，终端设备接收到数据后即可在终端设备上播放。信发服务器与数据库服务器之间通过tcp协议通信连接。在信息发布系统中，由于需要存储大量的音视频、图片等数据，数据量大，本实用新型通过设置二级缓存服务器来存储音视频数据、图片等，在终端设备订阅后，信发服务器通过mqtt中间服务器指示终端设备到二级缓存服务器下载相关数据，并在终端设备上播放。信发服务器与二级缓存服务器通过nfs、http或ftp协议通信连接。本实用新型的信发服务器还可以允许台式机、笔记本电脑等设备直接通过互联网进行访问。

对于大型信息发布系统，可以通过架设信发服务器组集群、mqtt中间件服务器集群来满足大规模数据通信访问的需要。相应地，在数据量不大的情况下，mqtt中间件服务器与信发服务器甚至可以部署在同一套硬件设备上，如部署在同一台计算机上，以节约设备成本。同样地，数据库服务器与信发服务器也可以部署在同一硬件设备上。

本实用新采用mqtt协议进行通信，该协议是标准的rfc协议，各端实现同一套协议之后，就能进行通信；协议的标准化带来大量的开源组件，降低开发难度。随着物联网+5g生态越来越好，开源组件越来越多，可以减少重复编码量。标准协议有利于第三方接入。mqtt协议制定了很多有利于物联网的功能，如，心跳机制：不需要应用方另行做业务协议层的心跳了；遗嘱消息：这对于经常掉线的物联网设备而言非常有用。qos质量等级+离线消息：持久会话离线的消息也能接收到，对于网络不稳定但要求必须送达的物联网场景很有用。异步机制：mqtt将消息以qos1/2发送出去后，设备端就不需要再管了，一切由mqtt中间件负责失败重传。订阅发布机制：一次发布，多个客户端订阅，节省流量。