MQTT?不！MQTT-SN才是工业物联网的明智选择！

许多物联网项目的失败，归根结底在于对项目的预判不准导致后期运营成本过高。

这一问题的主要因素之一，也是设备成本的主要贡献者之一，就是传输的数据量，那么，通过选择一种高效的方式在物联网设备和应用程序之间进行通信，至少可以在一定程度上减轻这一成本。

当设备数量不多时，数据量少、耗电量也少，但是，当整个物联网设备增多到数百万甚至亿万级别的时候，这个时候对于网络协议的选择就相当重要，成本往往积小成多，一个小小的措施就可以节省大部分成本。

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MQTT-SN 是 IoT 通信协议 MQTT 的优化版本，专门设计用于在大规模低功耗 IoT 传感器网络中高效运行。

我们这期介绍可以降低大规模物联网的成本的协议：MQTT-SN。

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MQTT-SN（MQTT for Sensor Networks）

MQTT-SN（MQTT for Sensor Networks）是广泛采用的 MQTT 协议的扩展，针对传感器网络进行了定制。它解决了资源受限设备的独特需求，使其成为各种物联网应用的关键角色。

MQTT-SN 是一种针对 WSN（无线传感器网络）设计的发布/订阅消息传输协议，旨在为非 TCP/IP 嵌入式设备（如 Zigbee 和蓝牙）提供应用层通信标准。

那为什么不直接使用MQTT呢？

首先，MQTT-SN 是为高效性而设计的。与它的父协议 MQTT 相比，MQTT-SN 架构具有更紧凑的设计。消息头被最小化，主题名称可以被简短的主题 ID 替代。数据量的减少意味着更少的带宽消耗和对资源有限的设备更低的处理要求。

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其次，为了进一步降低功耗，MQTT-SN 引入了睡眠机制。设备可以有效地关闭并在重新启动后接收排队的消息。这大大降低了功耗，延长了电池供电传感器的电池寿命。

通过解决功率效率和可扩展性等关键问题，MQTT-SN 为工业物联网环境中的稳健可靠通信铺平了道路。随着工业领域拥抱自动化和数据驱动的决策，MQTT-SN 成为了推动创新、确保未来智能工厂无缝运行的强大工具。

还有，为了进一步节省电量和降低数据开销，MQTT-SN 在 MQTT 使用的 QoS 模式基础上增加了另一种 QoS 模式。QoS 模式 -1：允许盲发消息，即设备可以简单地唤醒并发送消息，而无需等待响应。

与 MQTT 不同，MQTT-SN 并不依赖于 TCP/IP 传输。相反，它被设计为对底层网络服务无依赖。因此，任何支持节点与网关之间双向传输服务的网络都应该能够支持 MQTT-SN。

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MQTT-SN架构

不同于MQTT的架构，MQTT-SN多了GateWay路由机制：

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MQTT-SN 协议部署中有三种常见的架构：

1. 客户端和网关部署在同一局域网（如 Zigbee）中，通过 MQTT-SN 协议进行通信，网关通过以太网和 MQTT 协议将数据上报到云端的 MQTT 代理。
2. MQTT Broker 和 MQTT-SN Gateway 在云端集成并部署。客户端通过 UDP 和 MQTT-SN 直接与云端的 MQTT-SN Gateway 通信。
3. 第三种部署模式与第一种类似，不同之处在于使用 MQTT-SN 协议与云中的 MQTT-SN 网关进行交互。

另外，关于Gateway的类型主要有以下两种：

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1. Transparent Gateway透明网关，其中每个 MQTT-SN 连接都有一个对应的 MQTT 连接。这是最容易实现的类型。
2. Aggregating Gateway聚合网关，其中多个 MQTT-SN 连接共享一个 MQTT 连接。

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应用场景

MQTT-SN 在节能、可扩展性和轻量级设计方面的优势使其成为各种工业物联网应用的合适选择。以下是几种典型的用例：

• 无线传感器网络：在工业环境中，众多传感器监测温度、压力、振动以及其他关键参数。MQTT-SN 的低数据量和睡眠功能非常适合这些电池供电的传感器，使它们能够高效地传输数据并节省电池寿命。
• 智能建筑管理：建筑物越来越多地集成了传感器以监测能耗、 occupancy 和环境条件。MQTT-SN 促进了这些传感器与中央控制系统之间的高效通信，使实时数据收集和优化建筑运营成为可能。
• 预测性维护：通过持续监测设备健康数据（振动、温度），MQTT-SN 可以早期检测潜在问题。这使得可以采取预防性维护措施，减少停机时间和相关成本。
• 工业资产追踪：在大型设施内追踪关键资产（如工具、机械或库存）的位置和状态至关重要。MQTT-SN 能够处理低功耗 RFID 标签或 GNSS 追踪器的数据，使其适用于此类应用。
• 远程监控和控制：在油管或偏远地区的环境监测站等应用中，MQTT-SN 能够与电池供电的传感器进行高效通信，实现实时数据采集和远程控制功能。

最后，关于MQTT-SN的配置和使用详细步骤请查看下方的链接。

参考链接：

1. http://www.steves-internet-guide.com/mqtt-sn/
2. https://www.u-blox.com/en/blogs/insights/mqtt-sn
3. https://docs.emqx.com/en/emqx/latest/gateway/mqttsn.html
4. https://www.hivemq.com/blog/mqtt-sn-smart-choice-for-iiot/
5. https://www.emqx.com/en/blog/connecting-mqtt-sn-devices-using-emqx