MQTT概念解釋

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一種(zhǒng)輕量級、基于TCP/IP協議棧構建的異步通信，和發(fā)布-訂閱模式的消息傳輸協議。适用于資源受限的設備和低帶寬、高延遲或不穩定的網絡環境。它在物聯網應用中廣受歡迎，能(néng)夠實現傳感器、執行器和其它設備之間的高效通信。MQTT已逐漸成(chéng)爲物聯網（IoT）領域最熱門的協議，也是國(guó)内外各大物聯網平台最主流的傳輸協議，阿裡(lǐ)雲物聯網平台很多設備都(dōu)是通過(guò)MQTT接入。

毫米波雷達的定義介紹

近年來流行的毫米波雷達越來越多地被(bèi)利用到了智能(néng)家居領域，通過(guò)動作識别和空間占用檢測，實現行動方向(xiàng)檢測、距離變化檢測、室内空間定位等智能(néng)感應，再與智能(néng)家居聯動，開(kāi)發(fā)多種(zhǒng)場景應用。

而將(jiāng)毫米波雷達技術應用到非侵入式健康監測，集成(chéng)至家用和臨床設備中，對(duì)生命體征實現測量和睡眠監測，則是另一個重要的應用方向(xiàng)。

Q：什麼(me)是毫米波雷達？A：毫米波雷達，是工作在毫米波波段（millimeter wave ）探測的雷達，根據應用場景可以分爲人體感知、跌倒報警、體征檢測等。

Q：毫米波雷達的工作特點有哪些？

A：非接觸：市場上大多數智慧養老産品，都(dōu)需要接觸老人身體或佩戴有關設備。而該款毫米波雷達可以實現非接觸準确監測生命體征，用戶體驗優良。

護隐私：相較于傳統視頻監控，毫米波雷達能(néng)避免監測的不适，尤其是獨居老人在家時，既能(néng)保護家庭隐私空間，又能(néng)及時探測到呼吸心跳是否正常。

低輻射：輻射遠低于手機和WIFI，長(cháng)期使用無負擔功率不超過(guò)1w，發(fā)熱低，省電，适合長(cháng)時間使用。

  大連雷博科技研發(fā)的毫米波智能(néng)無線監護儀，是一款面(miàn)向(xiàng)獨居老人、高齡老人、養老院集中照護老人的非接觸式監護儀，通過(guò)毫米波雷達精準感知人體姿勢和生命體征，不用在現場，就可知道(dào)房間内是否有人，房間内用戶的活動靜止狀态，是否發(fā)生摔倒、久滞等報警事(shì)件，在夜間可以感知用戶是否離床，實時掌握老人安全狀态及生理指标，智能(néng)跌倒即時報告警，避免安全事(shì)故發(fā)生，全場景守護老人安全，降低看護人員工作量，提高服務質量。

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毫米波雷達中對(duì)于MQTT的使用

MQTT在毫米波雷達中使用場景

在毫米波雷達的應用場景中，如果涉及到遠程監控、數據傳輸或設備間通信的需求，MQTT可能(néng)會(huì)是一個合适的選擇。

在智能(néng)家居領域，毫米波雷達可以用于人體感應、跌倒檢測等場景，而MQTT則可以幫助實現這(zhè)些數據的遠程傳輸和監控。

在安防領域，毫米波雷達可以用于人員和物體的隐蔽檢測，而MQTT則可以實現這(zhè)些檢測數據的實時傳輸和報警。

在智能(néng)交通是一個重要的應用領域。毫米波雷達在交通領域可以用于車輛檢測、速度測量和距離估計等。通過(guò)MQTT協議，毫米波雷達可以實時傳輸這(zhè)些數據到交通管理中心或其他相關設備，實現交通信号的智能(néng)控制和優化，提高道(dào)路安全和交通效率。

在工業自動化也是MQTT和毫米波雷達結合應用的潛在領域。在工業環境中，毫米波雷達可以用于物體檢測、位置跟蹤和自動化控制等任務。MQTT協議可以确保這(zhè)些數據在工廠内部或跨工廠之間的可靠傳輸，從而實現生産線的智能(néng)化和自動化管理。

MQTT協議原理

 MQTT協議實現方式

實現MQTT協議需要客戶端和服務器端通訊完成(chéng)，在通訊過(guò)程中，MQTT協議中有三種(zhǒng)身份：發(fā)布者（Publish）、代理（Broker）（服務器）、訂閱者（Subscribe）。其中，消息的發(fā)布者和訂閱者都(dōu)是客戶端，消息代理是服務器，消息發(fā)布者可以同時是訂閱者。

    網絡傳輸與應用消息

MQTT會(huì)構建底層網絡傳輸：它將(jiāng)建立客戶端到服務器的連接，提供兩(liǎng)者之間的一個有序的、無損的、基于字節流的雙向(xiàng)傳輸。當應用數據通過(guò)MQTT網絡發(fā)送時，MQTT會(huì)把與之相關的服務質量（QoS）和主題名（Topic）相關連。

  MQTT客戶端

一個使用MQTT協議的應用程序或者設備，它總是建立到服務器的網絡連接。客戶端可以：

發(fā)布其他客戶端可能(néng)會(huì)訂閱的信息

訂閱其它客戶端發(fā)布的消息

退訂或删除應用程序的消息

斷開(kāi)與服務器連接

 MQTT服務器

MQTT服務器以稱爲“消息代理”（Broker），可以是一個應用程序或一台設備。它是位于消息發(fā)布者和訂閱者之間，它可以：

接受來自客戶的網絡連接

接受客戶發(fā)布的應用信息

處理來自客戶端的訂閱和退訂請求

向(xiàng)訂閱的客戶轉發(fā)應用程序消息。

MQTT在毫米波雷達中的優勢

可靠性：根據QoS傳輸質量等級，确保對(duì)有效性要求高的數據不會(huì)丢失，且有效性要求低的數據不占資源。
異步通信：MQTT支持異步通信，可以在毫米波雷達中實現實時的消息傳遞。這(zhè)對(duì)于需要及時響應的毫米波雷達傳感器來說非常重要。
靈活性：根據主題名稱/過(guò)濾規則，可以自由設計主題Topic，應用于大量的毫米波雷達使用場景。

實時性：MQTT的會(huì)話保持和在線狀态感知功能(néng)，可以提高毫米波雷達在離線狀态下的消息完整性。
安全性：MQTT可以通過(guò)加密和身份驗證等機制來确保消息的安全傳輸

MQTT消息主題Topic設計

MQTT主題Topic定義

MQTT協議根據主題來轉發(fā)消息。MQTT的主題是不要預先創建的，發(fā)布者發(fā)送消息到某個主題、或者訂閱者訂閱某個主題的時候，Broker就會(huì)自動創建這(zhè)個主題。

雷達設備對(duì)接客戶平台前期開(kāi)發(fā)主要分兩(liǎng)個步驟，一是配置客戶服務器地址信息，二是小程序配網連接服務器。在客戶出批量貨時客戶服務器地址可工廠直接配置好(hǎo)，項目直接配網連接互聯網即可。   

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60G 毫米波雷達設備 MOTT協議格式，幫助用戶如何獲取和設置雷達數據，方便開(kāi)發(fā)使用。數據内容以 json 格式傳輸。

上報主題，雷達設備通過(guò)該主題上報數據和設置響應消息

Topic:/Radar60FL/設備ID/sys/property/post

下發(fā)主題，客戶通過(guò)該主題發(fā)布消息給雷達設備

Topic:/Radar60FL/設備ID/sys/property/set

MQTT數據傳輸質量

MQTT QoS定義

MQTT提供了三種(zhǒng)服務質量（QoS），在不同網絡環境下保證消息的可靠性。
 QoS 0：消息最多傳送一次。
MQTT Broker發(fā)送出一條消息後(hòu)，無需關心客戶端是否接收到。如果當前客戶端丢失該消息，也不做任何處理。
QoS 1：消息至少傳送一次。
包含簡單的重發(fā)機制，若發(fā)送方認爲消息未被(bèi)成(chéng)功發(fā)送或接受，會(huì)執行重發(fā)操作。但這(zhè)種(zhǒng)模式隻能(néng)保證消息成(chéng)功到達，但無法保證消息重複到達。
QoS 2：消息隻傳送一次。
該模式設計了複雜的重發(fā)和重複消息發(fā)現機制，保證消息能(néng)成(chéng)功到達對(duì)方，并且嚴格控制隻到達一次。

注意點1：QoS級别越高，雖然可以增加消息可靠性，但設計的消息交互模式就越複雜，同時也使資源消耗和消息時延大幅增加。所以QoS等級并非最高最優。平台和終端可以根據自己的網絡級别和業務場景來選擇合适的QoS。

注意點2：MQTT發(fā)布與訂閱操作中的QoS是分開(kāi)設置的，若雙方設置的QoS等級不一緻，則會(huì)下向(xiàng)兼容發(fā)生消費降級。發(fā)布時的QoS等級表示消息發(fā)送到MQTT Broker時使用的QoS等級，訂閱時的QoS等級表示MQTT Broker向(xiàng)自己發(fā)送消息時使用的最大QoS等級。