阿里云 IoT 物联网平台 MQTT 通讯模式

ThingsKit

2022年10月14日

阿里云 IoT企业物联网平台为不同场景的硬件提供了多种通信模式，例如设备到云，云到设备，设备到设备之间的通信。尽管不同业务场景设备和交互行为差异很大，但是大多数底层数据流通信模型都可以归类为三种MQTT模式：点对点模式，广播模式和同步调用模式。

当我们基于阿里云IoT企业物联网平台搭建硬件端到App端物联网业务时，完整业务数据链路的架构示意图如下：

设备与IoT物联网平台之间的通信:

设备通过MQTT协议的Publish，发送数据到物联网平台，如图①。
设备通过MQTT协议的Subscribe，实时监听物联网平台下发的指令，如图⑤ 。

业务服务器和IoT物联网平台之间的通信:

数据流转到业务服务器
- 通过配置物联网平台的规则引擎，可以将数据实时写入到数据库，业务服务器直接从数据库获取数据，如图②。
- 通过配置物联网平台的规则引擎，可以使用AMQP协议，将数据实时推送到业务服务器，如图③。

业务系统下发控制指令到设备
- 业务服务器通过调用物联网平台API，下发控制指令，如图④。

点对点模式

点对点通信模式是设备在MQTT中基本的消息发送和消息接收模式。

设备上报消息给云端

设备端可通过MQTT的Publish指令，传入设备的DeviceName 后，可以上报消息到物联网平台。如下图所示

同一产品下海量设备上报的消息可以通过云产品流转汇总接收。如下图所示

云端下发消息到设备端

云端下发消息给设备的能力，可通过调用物联网平台提供的Pub 接口，传入目标设备的DeviceName来实现。如下图所示

设备与设备间通信M2M

接入同一个企业物联网实例的设备A和设备B之间可以通过云平台规则引擎的Topic流转规则来实现设备间通信(M2M)，如下图所示

消息广播模式

在线设备全量广播消息

针对同一产品下全量在线设备广播消息的场景，物联网平台提供了广播接口，可最大每分钟调用1次。

指定Topic的全量设备广播消息

相同产品下的设端可以订阅相同的广播Topic (/broadcast/${productKey}/xxx)，业务服务器调用物联网平台提供的PubBroadcast接口，向已订阅广播Topic 的在线设备推送广播消息。

一个广播Topic最多支持被1000个设备订阅。当设备数量超过1千台，您可以对设备进行分组。例如，如果您有5,000个设备，您可以将设备按每组1,000个，而分成5组（例如 /broadcast/${productKey}/group1）。您需要分5次调用PubBroadcast接口，以便实现全量设备（即使设备当前离线）广播的目的。

同步消息RRPC模式

MQTT协议是基于Pub/Sub的异步通信模式，不适用于服务端同步控制设备端返回结果的场景。物联网平台基于MQTT协议制定了一套请求和响应的同步机制，无需改动MQTT协议即可实现同步通信。物联网平台提供API给服务端，设备端只需要按照固定的格式回复PUB消息，服务端使用API，即可同步获取设备端的响应结果。