SpringBoot 3.x + Netty + MQTT 实战物联网智能充电桩

一、什么是物联网（IoT）

物联网（Internet of Things，简称 IoT）是指通过互联网连接和通信的物理设备和对象的网络。它是一个由传感器、软件和通信设备组成的系统，可以使各种设备和物品相互连接，并通过数据交换和分析来提供更智能、高效和自动化的功能。

物联网的主要目标是将真实世界的物体与互联网相连，使其具备感知、交互和通信的能力。通过物联网，可以实现智能家居、智慧城市、工业自动化、农业监测、智能交通等应用。

二、为什么需要物联网？

物联网的出现主要是为了解决日常生活和工作中的一些实际问题。例如，在智能家居中，可以通过物联网连接家中的各种设备，如智能灯泡、智能插座、智能门锁等，从而实现远程控制、自动化调节和能源管理，提高家居的舒适度和能源利用效率。

此外，物联网在工业领域也发挥着重要作用。传统的工业生产过程通常需要大量的人力和物力投入，而物联网可以通过连接和监控各种设备和环境参数，实现生产过程的自动化和优化，提高生产效率和产品质量。例如在石油行业，可以利用物联网技术来监测阀门的状态和运行情况。通过安装传感器和执行器在阀门上，可以实时监测阀门的开启、关闭状态、温度、压力等数据。这些数据可以通过物联网平台进行收集、分析和处理，从而实现远程监控和智能化管理，提高阀门的运行效率，预测维护，减少故障发生，保证石油生产和输送的安全可靠性。

三、项目前言：

首先说明一下，netty实现并封装了mqtt协议，同时也为其写好了编解码器，但是再了解并搭建之前，尤其是还不了解netty和mqtt的同学，必须要清楚一件事：mqtt协议的所具备的功能都是需要你自己实现的。

简单举个例子，rabbitmq消息中间件应该都知道，我们在使用rabbit的时候只需要定义交换机、队列，然后生产者和消费者分别往指定队列发送消息和监听指定队列消息即可互相收发，但是MQTT只是一种协议，说白了就是一种概念，告诉你这种协议是什么样的，netty并没有帮你实现如何订阅发布，你需要根据自己具体的需求，按照mqtt协议的规范去实现主题订阅发布的功能。

不单是netty，凡是用到mqtt协议的，大概都是这种情况，也可能是博主开始研究的时候走入了误区，混淆了概念，后来才反应过来，当然，明白的就直接看正文吧

四、为什么选择MQTT

MQTT的定义相信很多人都能讲的头头是道,本文章也不讨论什么高大上的东西,旨在用最简单直观的方式让每一位刚接触的同行们可以最快的应用起来

先从使用MQTT需要什么开始分析:

消息服务器

不同应用/设备之间的频繁交互

可能涉及一对多的消息传递

根据上面列举的这三点,我们大概可以了解到, MQTT最适合的场景是消息做为系统的重要组成部分,且参与着系统关键业务逻辑的情形

五、启动MQTT

既然决定使用它,我们首先要研究的是如何让MQTT正常工作,毕竟它不是简单的在maven里加入个依赖就完事的

我们总共需要干如下两件事:

下载EMQX消息服务器, 作为broker

在maven中引入依赖

在Spring Boot中使用MQTT的代码, 笔者总结了如下两种方式:

使用spring-integration的消息通道概念

使用传统的Client客户端概念

第一种会产生一定程度的心智负担,但在笔者成功搭配(抄袭+造轮子)自动注册后, 比后者要方便许多

在介绍具体代码之前, 我们先简单整理下使用中最常见的概念:

主题: MQTT消息的主要传播途径, 我们向主题发布消息, 订阅主题, 从主题中读取消息并进行业务逻辑处理, 主题是消息的通道

生产者: MQTT消息的发送者, 他们向主题发送消息

消费者: MQTT消息的接收者, 他们订阅自己需要的主题, 并从中获取消息

broker: 消息转发器, 消息是通过它来承载的, EMQX就是我们的broker, 在使用中我们不用关心它的具体实现

其实, MQTT的使用流程就是: 生产者给主题发消息->broker进行消息的传递->订阅该主题的消费者拿到消息并进行相应的业务逻辑

六、MQTT应用场景

作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。

java通过代码连接MQTT服务器，进行采集数据接收、解析、业务处理、存储入库、数据展示。

消息推送： ⽐如PC端的推送⼴告，⽐如安卓的推送服务，还有⼀些即时通信软件如微信、易信等也是采⽤的推送技术。

智能点餐： 通过MQTT消息队列产品，消费者可在餐桌上扫码点餐，并与商家后端系统连接实现自助下单、支付。

信息更新： 实现商场超市等场所的电子标签、公共场所的多媒体屏幕的显示更新管理。

扫码出站： 最常见的停车场扫码缴费，自动起竿；地铁闸口扫码进出站。

七、mqtt客户端连接参数介绍

cleanSession

为 true 时表示创建一个新的会话，每次连接时不会持久化订阅信息或消息队列。如果连接断开，服务器会丢失客户端的会话信息（例如订阅的主题）。

为 false 时表示创建一个持久会话，在客户端断开连接后会话仍然保持，服务器不会丢失客户端的会话信息（例如订阅的主题），直到会话超时注销。

keepAliveInterval

心跳时间间隔，默认60s

MQTT 协议中约定：在 1.5*Keep Alive 的时间间隔内，如果 Broker 没有收到来自 Client 的任何数据包，那么 Broker 认为它和 Client 之间的连接已经断开；同样地, 如果 Client 没有收到来自 Broker 的任何数据包，那么 Client 认为它和 Broker 之间的连接已经断开。

emqx中可以通过日志追踪查看心跳日志。

<!-- mqtt依赖开始-->

<dependency>

<groupId>org.eclipse.paho</groupId>

<artifactId>org.eclipse.paho.client.mqttv3</artifactId>

<version>1.2.5</version>

</dependency>

<!-- mqtt依赖结束-->