在发布/订阅消息的MQTT协议中,Topic用于定义消息传输的通道和路径,设备通过Topic将消息发布到物联网平台,物联网平台将消息发送给订阅Topic的设备。为方便海量设备基于Topic进行通信,简化授权操作,物联网平台定义了产品Topic类和设备Topic。本文介绍MQTT协议的原理、Topic的概念及分类。
工作原理
在上图中分为设备、物联网平台和业务服务器三端,其中设备和物联网平台的通信基于MQTT协议。设备、业务服务器、物联网平台的通信过程请参见使用Topic通信。
MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)是一种基于发布/订阅模型的消息传输协议,具有低开销、高拓展、协议简单、双向通信等优点,可以利用较少的设备资源和网络资源实现可靠、高效的长连接,被广泛应用于物联网领域。目前物联网平台支持5.0、3.1.1和3.1版本MQTT协议,协议规范请参见MQTT协议规范。
MQTT客户端(Client)和MQTT代理者(Broker)。
MQTT客户端(Client):本文的客户端(Client)指接入物联网平台的设备。设备和用户的服务器不直接建立连接,而是通过代理者(Broker)进行通信。
MQTT代理者(Broker):本文的MQTT代理者(Broker)指阿里云物联网平台。代理者(Broker)是设备和业务服务器消息通信的中介,解耦了设备和业务服务器,实现了设备和业务服务器之间的异步通信。
MQTT协议消息的组成部分
主题(Topic):使用正斜杠(/)作为分隔符构造字符串,例如
/${productKey}/${deviceName}/user/update
,订阅该Topic的所有设备都会收到消息。消息内容(Payload):消息的具体内容。
MQTT协议消息的传输过程,以业务服务器向设备下发消息为例
设备订阅相应的主题(Topic)。
服务器发送消息给物联网平台。
物联网平台接收消息,根据消息的主题(Topic)确定设备并发送消息。
业务服务器收到物联网平台的消息,确认消息已成功发送。
MQTT协议的重要参数,更多参数请参见MQTT协议规范。
使用限制
Topic相关、设备接入、连接通信等使用限制,请参见使用限制。
Topic类型
详细的Topic说明,请参见本文末尾的Topic分类和通信说明。
基础通信Topic:设备使用物联网平台的物模型通信、OTA升级、任务管理等功能,必须使用的Topic。
物模型Topic:物模型是对设备实际功能的抽象,从属性、服务和事件三个维度,分别描述了该实体是什么、能做什么、能提供什么信息。例如智能风扇的开关状态是属性,开关的操作是服务,报警是事件。物模型的概念和使用,请参见什么是物模型。
自定义Topic:如果物模型不能满足您的业务需求,可以使用自定义Topic,自定义Topic的前三个类目
/ProductKey/${deviceName}/user
已固定。管理和使用自定义Topic的操作,请参见使用自定义Topic通信。
产品Topic类和设备Topic的概念
基础通信Topic和物模型Topic由物联网平台定义,以
/sys
、/ota
或/shadow
开头。使用物模型Topic通信,需要先在产品下创建物模型。请参见单个添加物模型或批量添加物模型。自定义Topic需要用户自行创建。产品的自定义Topic类、设备Topic的关系如下图:
每个产品只有一个
ProductKey
,每个ProductKey
下有多个Topic类,每个Topic类对ProductKey
下所有设备通用。产品Topic类是同一产品下所有设备的相同功能Topic的集合,以
/${productKey}/${deviceName}
开头。Topic类的功能。
Topic类以正斜线(/)开头并分隔每个类目,例如:
/${productKey}/${deviceName}/user/update
,${productKey}
和${deviceName}
为固定类目,前缀、后缀类目用于区分不同功能的消息。${productKey}
表示产品的标识符ProductKey。在指定产品的Topic类中,需替换为具体产品的ProductKey
值例如a19mzP****
。${deviceName}
表示设备名称。在产品Topic类中,${deviceName}
代表该产品下所有设备,不需要替换为实际设备名称。
Topic类的操作权限。权限的主体是设备,发布权限代表设备向该Topic类下的设备Topic发布消息,订阅权限代表设备接收物联网平台的数据。
服务器接收设备数据,需要设置Topic类的权限为发布。
服务器向设备下发数据,需要设置Topic类的权限为订阅。
说明定义产品Topic类后,需要设备主动订阅具有订阅权限的Topic,相应Topic才会出现在设备详情页的Topic列表页签。设备订阅Topic的操作,请参见使用Topic通信。
设备Topic。添加设备后,产品的所有自定义Topic类会自动映射到设备上,生成具体的设备Topic。产品Topic类定义的操作权限,会映射到具体的设备Topic。在产品Topic类基础上,使用具体的设备名称例如
device1
替换产品Topic类中的${deviceName}
,得到设备Topic例如:/a19mzP****/device1/user/update
。设备Topic归属于对应的设备,可用于消息通信。基于Topic的通信过程请参见使用Topic通信。
定义设备Topic的流程
创建产品后,物联网平台为该产品预定义了Topic类,包含基础通信Topic、物模型通信Topic和自定义Topic。在产品详情页面,单击Topic类列表页签,查看各功能及其Topic类。
为产品添加设备。具体操作,请参见创建设备。
创建产品的自定义Topic类。具体操作,请参见使用自定义Topic通信。
Topic分类和通信说明
物联网平台预定义的产品Topic类对应的设备Topic包含基础通信Topic、物模型通信Topic和自定义Topic三种类型,详细说明见下表。
类型 | Topic类及数据格式 | 说明 |
基础通信Topic | 设备OTA升级消息的Topic,包括设备上报OTA模块版本、物联网平台推送升级包信息、设备上报升级进度和设备请求获取最新升级包信息。 | |
上报设备标签的Topic,上报设备的部分信息,如厂商、设备型号等。 | ||
NTP服务同步请求和响应的Topic,解决嵌入式设备资源受限,系统不包含NTP服务,端上没有精确时间戳的问题。 | ||
设备影子数据通过Topic进行流转,包括设备影子发布和设备接收影子变更。 | ||
设备主动请求配置信息和物联网平台推送配置信息的Topic。 开发人员可在不用重启设备或中断设备运行的情况下,在线远程更新设备的系统参数、网络参数等配置信息。 | ||
广播Topic。调用云端API PubBroadcast向订阅了该Topic的所有设备发送广播消息,实现批量控制设备。 | ||
物模型通信Topic | 各物模型功能的Topic。 说明 在物联网平台,不可以调用Pub接口向物模型通信Topic发送消息。 在物联网平台的云端,通过物模型功能远程控制设备,请调用SetDeviceProperty或SetDevicesProperty设置设备属性值;调用InvokeThingService或InvokeThingsService调用设备服务。 | |
自定义Topic | 系统默认提供了3个自定义Topic类。您可根据业务需求,自定义Topic类。 Topic类是一个Topic模板配置,编辑更新某个Topic类后,可能对产品下所有设备使用该类Topic通信产生影响。建议在设备研发阶段设计好,设备上线后不再变更Topic类。 |
相关文档
定义Topic后,设备、物联网平台、服务端、其他云产品间的通信方式请参见使用Topic通信。更多通信方式,请参见物联网平台通信方式概述。
设备接入、物模型使用的入门视频,请参见设备接入。
不同协议、不同类型设备接入物联网平台的流程,请参见设备接入概述。设备端Link SDK的下载方式,请参见设备接入Link SDK。
物模型Topic数据自动写入时序数据存储空间,管理物模型数据存储的操作请参见关闭或开启物模型数据存储。
如果需要存储自定义Topic数据用于查询,必须先创建时序数据存储规则。操作步骤,请参见配置自定义Topic数据存储。