MQTT协议在Android平台上的研究与应用

MQTT是一种基于发布/订阅的轻量级消息传输协议,它的出现为Android平台上实现消息推送提供了新的途径. 针对Android平台消息推送协议的需求,研究了MQTT协议的结构及消息格式,对比分析了Android平台上其他消息推送方案,设计并实现了一款基于MQTT协议的即时通信应用,完成了登录/注册、即时通信、好友管理等功能. 测试结果表明此应用能够满足即时通信应用的基本功能及需求.     

基于物联网通信协议的车辆信息系统开发

针对目前使用消息队列遥测传输(message queuing telemetry transport,MQTT)协议进行遥测数据传输时容易出现多节点通道数据重复,以及移动传输中节点通道连接不稳定等问题,提出一种基于WebSocket的MQTT协议(MQTT over WebSocket)数据传输方法.通过设置身份标识去...     

MQTT协议在移动互联网即时通信中的应用

移动互联网下的即时通信应用现今已经成为人们日常沟通必不可少的工具,然而作为其开发基础的即时通信协议却始终没有一个统一的标准,已有的即时通信协议都不能够很好的适应移动互联网网络环境不稳定,低带宽高延迟,设备计算能力差等特点. MQTT协议作为一种基于发布/订阅模型的轻量级消息传输协议,在移动平台具有节省流量和能耗,可扩展性强的优点.本文首先介绍了当前一些主流的即时通信协议,指出了它们在移动互联网环境下存在哪些缺陷;之后研究了MQTT协议的消息格式与使用方式,并与已有的即时通信协议进行了对比;最后基于MQTT协议,对即时通信应用的两项核心功能IM和Presence进行了设计和实现,并经过测试表明使用MQTT协议能够在移动互联网环境下提供比传统即时通信协议更少的带宽耗费和更良好的用户体验.     

基于MQTT协议IM的研究和实现

随着移动互联网和智能终端的发展与普及, IM(Instant messaging即时通讯)再次成为一个炙手可热的领域。由于移动终端设备在低功耗、低带宽等方面的限制,对即时通讯协议提出了更高的要求。 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输)作为一种轻量级基于发布/订阅模式的消息传输协议,是移动终端应用的理想选择。介绍了MQTT的基本内容和特点,并与其他即时通讯协议SIMPLE协议和XMPP协议进行了对比,从而提出一种基于MQTT协议的移动终端即时通讯解决方案。在Mosquitto开源项目的基础上,设计并实现了一款基于MQTT协议的移动即时通讯客户端,实现了即时通信、状态呈现和群组等功能。     

基于响应式的服务推送框架设计

针对现有物联网设备存在功能上的不足以及原生消息队列遥测传输协议(MQTT)存在性能瓶颈的问题,提出一种高性能服务推送框架设计方案.应用基于响应式编程的Reactor-Netty组件实现MQTT传输协议的设计模型,选取Redis作为数据缓存以及集群实现并搭建Kafka消息中间件,实现消息代理.经过系统安全测试以及大于3000次的传输响应测试,该方案相较原生MQTT框架以及Netty+MQTT框架在平均响应时间方面有较大提升,测试结果表明,该框架拥有良好的处理高并发的能力以及安全性.     

基于MQTT和ILZ4压缩法的智慧能源云平台

为了适应数据规模大、响应要求快的智慧能源场景,提出了一种基于消息队列遥测传输(Message Queuing Telemetry Transport,MQTT)消息传输和(Improved Lempel-Ziv4,ILZ4)压缩法的智慧能源云平台。在物联网与云平台之间的数据通信中引入了MQTT协议,设计了基于MQTT协议的消息队列架构和消息流的上传/下载过程,利用引入的ILZ4压缩法可集成到信息存储和消息传输任务中,实现大规模监测信息流的实时压缩和传输。300万个监测数据点作为云服务器的测试数据流进行实验,实验结果表明,所提方法在吞吐量和压缩比性能上更优,从而可快速降低大规模数据的存储成本和传输开销,同时,所提平台为智慧能源应用提供一种良好、通用和可扩展的解决方案。     

基于MQTT协议的消息推送服务器

以ipad、iphone以及android手机为代表的移动设备和智能终端近年来取得了巨大的发展,其用户数迎来了爆发式的增长．为了适应实际应用中对信息获取及时性,耗电量,以及网络环境等方面的需求,需要用推送的方式取代传统拉取的方式来进行消息的传递,MQTT（MessageQueuingTelemetryTransport,消息队列遥测传输）就是专为这种情况所设计的一种消息传递协议．本文介绍了MQTT协议的基本内容和特点,以Mosquitto、Redis等开源项目为基础设计并实现了一个基于MQTT协议的消息推送服务器,能够对用户订阅的消息进行推送,同时还实现了用户身份验证、ACL权限检查、自动订阅话题、热点话题统计、服务器状态监控等功能．     

MT7628与OpenWrt的MQTT异构协议设计

针对现阶段工业物联网数据冗余、带宽浪费以及不同结构的通信协议之间不能兼容适配等问题,设计了一种基于消息队列遥测传输协议(Message Queuing Telemetry Transport,MQTT)的异构协议,异构协议通过工业物联网网关实现.网关采用MT7628作为主控芯片,OpenWrt作为嵌入式操作系统,以RS485/232串口和RJ45网口作为硬件接口采集工业设备数据,通过异构协议兼容、适配采集到的不同设备数据,最后通过MQTT协议转发给服务器.实验结果表明,在发布相同内容的情况下,采用异构协议格式的报文相比传统JSON格式的报文,节省了73.4％的流量.     

移动终端的设施农业物联网环境监控系统设计

通过使用物联网(IOT)传输协议—消息队列遥测传输(MQTT)协议,将前端硬件、服务器端及移动端连接在一起,完成对设施农业环境的远程实时监控.在系统中,前端硬件以STM32微处理器为核心,由传感器模块、设备控制模块、GPRS模块和电源模块组成,实现数据的采集和传输;服务器端有数据接收、存储、分析的能力,并担任MQTT消息协议中消息生产者和消息管理者的角色;移动终端软件则以Android操作系统为基础开发了应用软件,用户在装有Android系统的移动终端上安装该应用软件,即可查看实时环境情况,发送控制设备指令等.经过测试,整个系统运行稳定、使用简单、实时性高,用户能有效地对设施农业环境进行远程实时监控.     

基于MQTT协议的即时消息业务设计与实现

近年来,宽带接入技术正以十分惊人的速度发展.与此同时,移动互联网技术也日益成熟,即时消息业务已成为移动互联时代的应用热点.在互联网中XMPP和SIMPLE被广泛使用,但其并不能很好的适用于移动互联网.采用发布/订阅模型的MQTT协议是一种轻量级的消息传输协议,具有低功耗、节省流量和可扩展性强的优点.本文首先分析了XMPP和SIMPLE协议的不足之处,研究了MQTT协议的消息格式以及协议的使用方式,之后对即时消息业务进行了设计和实现.并在功能和性能上进行了相关的测试和分析.     

基于MQTT协议的轻量化文本信息分发技术研究

随着卫星通信网络的发展,基于卫星通信网络实现手机、平板电脑等移动通信设备之间的通信成为研究的热点。由于其采用无线电波进行信号传输,且需要经过多个中继站进行信号的转发和处理,导致存在网络延时大、丢包率高以及信道狭窄等问题。针对文本信息在卫星通信网络下的分发过程存在效率低下、可靠性不高的问题,设计一种基于MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)协议的轻量化文本信息分发技术。该技术使用MQTT协议作为消息传输协议,在文本信息分发前对MQTT协议进行主题设计、发布订阅机制设计、设备连接设计以及设备心跳设计,确保设备之间的连通性;在文本信息的分发过程中,设计数据校验加密算法、文本信息轻量化处理方法和离线消息存储机制,保证文本信息分发的安全性、可靠性。实验结果表明：相较于传统的基于JSON数据的文本信息分发技术,该技术在提高文本信息分发效率的同时,可确保信息分发的安全性、完整性和稳定性。     

快速响应的高效多值拜占庭共识方案

由于网络设备的增多和传输环境的不确定性,消息时延同样具有不确定性,异步共识协议发挥出更多优势。Miller等于2016年提出第一个异步共识协议HoneyBadgerBFT,但其在实现高吞吐量的同时传输效率依然可以再优化。针对HoneyBadgerBFT中的广播协议进行改进,减少广播过程中的消息复杂度,同时增加可选的消息请求过程,以达到快速响应和高效传输的效果。     

基于Tamarin的MQTT协议安全性分析方法

MQTT是物联网中被广泛应用的消息传输协议,其安全性问题备受关注。当前MQTT协议安全性分析主要面向协议实现平台,缺少面向协议标准的安全性测试,导致协议标准本身存在的安全缺陷难以发现。针对该问题,采用协议形式化分析技术,提出了一种基于Tamarin的MQTT协议安全性分析方法。该方法首先面向MQTT协议3.1.1标准,构建了协议状态机,并依据Tamarin语法规则,完成了形式化描述;然后针对保密属性和认证属性,给出了MQTT协议需要满足的安全属性引理描述;最后,基于Dolev-Yao威胁模型在Tamarin中完成了对47种协议安全属性的验证。结果显示有9种保密属性违反和29种认证属性违反,对结果进行攻击测试,验证了该方法对MQTT协议安全性分析的有效性,并提出了一种基于身份重认证的优化改进方案。     

基于NS-3的MQTT协议仿真研究

如今,制造业数字化转型中采用消息队列遥测传输（MQTT）协议已成为趋势,而工业场景中往往存在大量的传感器等设备。考虑到实际部署的复杂性,在工业场景中实际部署MQTT前,进行必要的模拟以获取网络性能等数据是不可或缺的,这将更有利于工业场景中的链路设计和网络规划。而NS-3作为当前最流行的网络仿真器之一,提供了丰富的网络模型,非常适合像工业场景这种大型复杂网络的仿真,但目前利用其模拟部署MQTT仍是一项困难的工作。针对该问题,提出了一个适用于NS-3的扩展仿真框架ns3-mqtt,该框架由多个MQTT组件构成,能够以软件包的形式集成到NS-3中,并且提供简洁易用的仿真接口,使得扩展后的NS-3可较容易地对MQTT进行模拟部署并获取相关数据,以此研究不同工业场景下MQTT协议的性能,指导MQTT的实际部署。仿真测试结果证明了提出的ns3-mqtt框架的正确性和有效性。     

基于代理重加密的消息队列遥测传输协议端到端安全解决方案

针对消息队列遥测传输（MQTT）协议缺乏保护物联网（IoT）设备间通信信息的内置安全机制,以及MQTT代理在新的零信任安全理念下的可信性受到质疑的问题,提出了一种基于代理重加密实现MQTT通信中发布者与订阅者间端到端数据安全传输的解决方案。首先,使用高级加密标准（AES）对传输数据进行对称加密,以确保数据在整个传输过程中的机密性;然后,采用将MQTT代理定义为半诚实参与方的代理重加密算法来加密传输AES对称加密使用的会话密钥,从而消除对MQTT代理的隐式信任;其次,将重加密密钥生成的计算工作从客户端转移到可信第三方,使得所提方案适用于资源受限的IoT设备;最后,使用Schnorr签名算法对消息进行数字签名,以提供数据来源的真实性、完整性和不可否认性。与现有MQTT安全方案相比,所提方案用和不提供端到端安全性的轻量级方案相当的计算和通信开销获取了MQTT通信的端到端安全特性。     

基于MQTT协议扩展的IoT设备完整性监控

随着物联网飞速发展, 设备数量呈指数级增长, 随之而来的IoT安全问题也受到了越来越多的关注. 通常IoT设备完整性认证采用软件证明方法实现设备完整性校验, 以便及时检测出设备中恶意软件执行所导致的系统完整性篡改. 但现有IoT软件证明存在海量设备同步证明性能低、通用IoT通信协议难以扩展等问题. 针对这些问题, 本文提供一种轻量级的异步完整性监控方案, 在通用MQTT协议上扩展软件证明安全认证消息, 异步推送设备完整性信息, 在保障IoT系统高安全性的同时, 提高了设备完整性证明验证效率. 我们的方案实现了以下3方面安全功能: 以内核模块方式实现设备完整性度量功能, 基于MQTT的设备身份和完整性轻量级认证扩展, 基于MQTT扩展协议的异步完整性监控. 本方案能够抵抗常见的软件证明和MQTT协议攻击, 具有轻量级异步软件证明、通用MQTT安全扩展等特点. 最后在基于MQTT的IoT认证原型系统的实验结果表明, IoT节点的完整性度量、MQTT协议连接认证、PUBLISH报文消息认证性能较高, 都能满足海量IoT设备完整性监控的应用需求.     

基于MQTT的智能宠物追踪系统

针对当前宠物频繁丢失的问题,本文设计并实现了基于MQTT协议的智能宠物追踪系统.系统的功能实现主要依托于MQTT服务器、Web服务器和基于Android平台开发的应用程序.嵌入式设备采用集成MTK2503芯片组的WZ-203CS开发板,依靠开发板内嵌的物联网卡,通过MQTT消息传输协议,将位置信息传送至Android应用程序.应用程序通过集成高德地图导航功能,利用已接收的位置信息,提供语音导航、路径规划等功能.基于该架构设计的追踪系统,并不局限于宠物追踪,通过系统预留的接口可扩展其他相关功能,实现可用性的同时具有较强的可扩展性.     

基于MQTT协议的海洋观测数据推送系统

为实现海洋观测数据的及时推送,设计了一种数据推送系统,目的是将各个观测船、浮标和水下观测网等采集到的海洋观测数据推送到手机客户端,并实现异常数据的报警。提出了一种基于MQTT协议的数据推送方案,在加密与验证方面对MQTT协议进行改进。此外,设计了安全认证机制与消息管理模块,保证了消息在传输中不被篡改或者丢失。测试结果证明,该方案安全性较高,服务权限设计合理,费用方面也具有较大的优势。     

基于RocketMQ的MQTT消息推送服务器分布式部署方案

伴随着互联网的飞速发展,特别是在近几年中,移动互联网的发展更为迅猛.在移动互联网中,消息推送是其中很重要的一部分,它是手机客户端信息发布和通信的重要方式.MQTT协议是Android系统中消息推送的实现技术之一,由于其具有低功耗、节省流量和可扩展性强的优点,目前已得到了众多应用.同时,RocketMQ作为一种分布式消息队列,在服务器分布式部署上具有很大优势,具有高性能、高可靠、高实时、分布式特点.本文介绍了MQTT协议与RocketMQ的这种开源项目的应用,并通过RocketMQ与Mosquitto相结合的方式,实现了一种基于RocketMQ的MQTT消息推送服务器及其分布式部署.     

一种基于物联网校园智能用电监测系统的设计与应用

基于物联网技术、低功耗无线通信技术、大数据云平台,设计一种基于MQTT(消息队列遥测传输)协议的校园智能用电监控系统.系统包括智能用电管理终端、后台系统服务器、Web端管理平台、APP管理平台.实现校园用电监测,通过Web端或者手机APP端进行监控与控制,提高电源能耗控制.