新零售电子价签解决方案（MQTT）

名词解释

• MQTT

  • 一种物联网和移动互联网领域的行业标准协议，适合移动终端之间的数据传输。云消息队列 MQTT 版默认支持该协议。

• MQTT服务器

  • 云消息队列 MQTT 版提供的MQTT协议交互的服务端节点，用于接收消息并转发消息。

• MQTT客户端

  • 用于和MQTT服务器交互的节点，本方案中特指发送或接收价格变更消息的智能AP。

• P2P消息

  • 云消息队列 MQTT 版在标准的MQTT协议基础上提供的一种特殊消息，该类型消息无需普通的订阅关系匹配，便可直接发送给指定的单个目标MQTT客户端。详细信息，请参见P2P消息收发模式（MQTT）。

• 智能AP

  • 市面常见的智能路由器等网络设备，支持应用编程，可以同时承担互联网接入以及局域网设备控制等工作。

• 电子价签

  • 实际分布在商场超市等场所中的电子显示屏幕，一般使用蓝牙、ZigBee等无线传感网络协议和智能AP节点组网。

• 电子价签管控服务

  • 电子价签系统中用于管理电子屏幕显示内容的后台服务，主要承担改价等人工操作的任务管理和查询工作。

• RDS

  • 阿里云推出的一种稳定可靠、可弹性伸缩的在线数据库服务。在电子价签系统中用来持久化改价等任务的状态变更。

• SLS日志存储

  • 阿里云推出的日志存储服务，在电子价签系统中用来持久化保存所有操作日志，用于审计和溯源。

方案架构

在电子价签解决方案中，云消息队列 MQTT 版与阿里云多个产品结合使用，实现价签的数据更新管理。方案架构展示了针对电子价签系统的解决方案架构。

方案优势

新零售电子价签解决方案的优势如下所述：

• 服务能力强，可弹性伸缩

  • 云消息队列 MQTT 版消息传输能力无限扩展，智能终端数量增加无需担心系统能力不足。

  • 云消息队列 MQTT 版支持百万级设备毫秒级推送完成，电子价签屏显更新延迟更小。

• 适用范围广，通用性好，可快速复制

  • 基于MQTT标准协议实现，通用性好，方案只需简单适配数据内容即可快速复制到其他相似场景。

• 安全可靠

  • 云消息队列 MQTT 版服务和智能AP节点数据传输支持SSL/TLS加密，无需担心媒体商业数据泄露。

  • 所有服务节点高可用，稳定性高。

数据交互

状态上报

1. 电子价签节点会采用定时轮询机制和智能AP节点交换数据，上报自己当前的显示状态、节点电量等信息。

2. 智能AP节点组织数据，并发送MQTT消息到MQTT服务器。

3. MQTT服务器会将上报消息写入业务方指定的云消息队列 RocketMQ 版Topic。

4. 电子价签管控服务通过接收云消息队列 RocketMQ 版消息，处理分析当前系统中在线的价签节点的状态，并将数据记录到SLS。

更新屏显

1. 电子价签管控服务发送改价的云消息队列 RocketMQ 版消息，触发改价操作。

2. MQTT服务端会路由该云消息队列 RocketMQ 版消息，将消息通过MQTT协议推送给目标智能AP节点。

3. 智能AP节点收到改价通知，将任务暂存。

4. 电子价签节点会采用轮询机制和智能AP节点交换数据，感知新的屏显内容。

5. 目标电子价签节点改价成功后，智能AP节点回发一条应答MQTT消息，通知电子价签管控服务当前任务已完成。

6. 电子价签管控服务将当前任务的执行记录写入SLS日志，方便后续溯源查询。

注意事项

上述流程简要描述了如何使用云消息队列 MQTT 版和云消息队列 RocketMQ 版来搭建电子价签系统，具体的SDK说明，请参见云消息队列 MQTT 版以及云消息队列 RocketMQ 版文档。

其中使用云消息队列 MQTT 版和云消息队列 RocketMQ 版进行指令传输时，相关的消息类型设计以及参数设计请尽可能遵循如下原则：

• SDK和协议选择

  电子价签场景中，一个应用可能存在成百上千的线下门店，一般每个门店配备若干个智能AP节点，智能AP节点会随着业务规模上升而增加，所以智能AP节点适合使用MQTT协议接入，而电子价签管控服务由于部署在云端，适合使用云上的云消息队列 RocketMQ 版接入。

• 客户端ID映射

  MQTT协议要求每个客户端都有一个全局唯一的Client ID，Client ID由以下两部分组成，这两部分通过“@@@”分隔符连接，只需要保证最终的Client ID唯一且总长度不超过64个字符即可：

  • 前缀Group ID：Group ID需在云消息队列 MQTT 版控制台申请。Group ID按照平台供应商或者渠道进行粗分类，例如不同的行业、批次分成不同的Group ID，或者不同版本的客户端使用不同的Group ID，方便问题定位。

  • 后缀Device ID：Device ID由应用生成。Device ID可以使用智能AP节点的MAC地址等唯一性信息编码。

  Client ID的更多信息，请参见名词解释。

• Topic名称映射

  使用云消息队列 MQTT 版收发消息需要了解MQTT协议订阅关系的模型，详细信息，请参见协议文档和官网文档。

  MQTT是遵循发布/订阅模型的消息协议，订阅关系和Topic符合目录树格式，Topic可分为父级Topic和子级Topic，Topic（包含父级Topic和子级Topic）的总长度不能超过64个字符：

  • 父级Topic：通常称目录树第一级的Topic为父级Topic。父级Topic需要在云消息队列 MQTT 版控制台申请后才可使用，申请后相当于一个Namespace。

  • 子级Topic：目录树第一级的Topic的后续部分称为子级Topic。子级Topic无需申请，业务方可以随意指定。

  Topic的更多信息请参见名词解释。

  业务方设计用于消息收发的Topic时，需要遵循以下原则：

  • 不同类型的任务使用不同的父级Topic，例如本场景中，改价任务和终端状态上报使用不同的父级Topic。

  • 对于电子价签系统中，改价任务的交互消息建议使用云消息队列 MQTT 版提供的P2P消息，P2P消息不需要订阅，发送方直接指定对端接收即可，详细信息，请参见P2P消息收发模式（MQTT）。

• 收发消息参数设计

  由于电子价签场景改价任务一般要求实时推送，建议在智能AP和MQTT服务器交互过程中，智能AP做以下配置，以确保智能AP无需处理掉线期间的任务：

  • cleanSession参数设置为“true”。

  • QoS设置成“1”。

  智能AP应该对收到的消息做去重以及时效性校验。

  cleanSession和QoS的更多信息，请参见名词解释。