Mqtt集成
集成mqtt，我们首先得明白什么是mqtt:
MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级、基于发布-订阅模式的消息传输协议，适用于资源受限的设备和低带宽、高延迟或不稳定的网络环境。适用于物联网（IoT）和设备通信场景，能够实现传感器、执行器和其它设备之间的高效通信。
了解几个概念：
MQTT 客户端、MQTT Broker、发布-订阅模式、主题、QoS
正片开始：
1. 系统架构：
+------------------+ +-------------------+ +-----------------+| 设备端MQTT客户端 |<--->| MQTT代理（Broker） |<--->| 服务器MQTT客户端 || DeviceMqttClient | | (例如Mosquitto) | | ServerMqttClient|+------------------+ +-------------------+ +-----------------+ ^ ^ | | v v+------------------+ +-----------------+| 设备层 | | 应用层 || Device Layer | | Application Layer|+------------------+ +-----------------+2. 组件：
- MQTT配置（MqttConfig）：管理MQTT连接的配置信息
- 基础MQTT客户端（BaseMqttClient）：提供MQTT客户端的基础功能
- 设备端MQTT客户端（DeviceMqttClient）：面向设备的MQTT客户端实现
- 服务器端MQTT客户端（ServerMqttClient）：面向服务器的MQTT客户端实现
- 设备池（DevicePool）：管理所有已连接设备的信息
- MQTT服务（MqttService）：作为托管服务整合MQTT功能
3. 主题（Topic）设计
-
设备相关：
device/{deviceId}/info：设备信息device/{deviceId}/status：设备状态device/{deviceId}/heartbeat：设备心跳device/{deviceId}/command：设备命令device/{deviceId}/command/response：设备命令响应
-
会议相关：
meeting/broadcast：会议广播
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公告相关：
announcement/broadcast：公告广播
4. 数据模型
4.1 设备信息（DeviceInfo）
设备的基本信息，包括：
- 设备ID（DeviceId）
- 设备名称（DeviceName）
- 设备类型（DeviceType）
- IP地址（IpAddress）
- MAC地址（MacAddress）
- 软件版本（SoftwareVersion）
- 硬件版本（HardwareVersion）
- 设备状态（Status）
- 最后在线时间（LastOnlineTime）
- 最后心跳时间（LastHeartbeatTime）
- 描述（Description）
- 位置（Location）
- 额外属性（Properties）
4.2 设备状态（DeviceStatus）
设备可能的状态包括：
- 离线（Offline）
- 在线（Online）
- 忙碌（Busy）
- 其他自定义状态
4.3 设备命令（DeviceCommand）
发送给设备的命令，包括：
- 命令ID（CommandId）
- 设备ID（DeviceId）
- 命令类型（CommandType）
- 命令参数（Parameters）
- 超时时间（Timeout）
- 创建时间（CreateTime）
4.4 会议信息（MeetingInfo）
会议相关信息，用于会议通知。
4.5 公告信息（AnnouncementInfo）
系统公告信息，用于广播通知。
5. 工作流程：
5.1 服务启动流程
-
程序启动时，通过依赖注入注册MQTT相关服务：
// 注册MQTT服务 service.AddSingleton<MqttConfig>(); service.AddSingleton<DevicePool>(); service.AddSingleton<MqttService>(); service.AddHostedService(provider => provider.GetRequiredService<MqttService>()); -
MqttService作为IHostedService启动：- 加载MQTT配置
- 创建服务器端MQTT客户端
- 注册各种事件处理器
- 连接到MQTT服务器
- 启动心跳检查定时器
- 启动设备清理定时器
5.2 设备连接流程
- 设备通过
DeviceMqttClient连接到MQTT代理 - 连接成功后，设备发布自身信息到
device/{deviceId}/info主题 - 服务器的
ServerMqttClient收到设备信息，将设备添加到DevicePool - 触发设备上线事件，执行相关业务逻辑
5.3 设备心跳流程
- 设备定期发送心跳消息到
device/{deviceId}/heartbeat主题 - 服务器接收心跳消息，更新设备的最后心跳时间
- 服务器的心跳检查定时器定期检查设备心跳超时情况
- 对于心跳超时的设备，将其状态更新为离线，并触发设备离线事件
5.4 命令发送流程
- 应用程序通过
MqttService.SendCommandAsync()发送命令 - 命令通过
ServerMqttClient发布到device/{deviceId}/command主题 - 设备接收命令，执行相应操作
- 设备将命令执行结果发布到
device/{deviceId}/command/response主题 - 服务器接收命令响应，触发命令响应事件
5.5 会议和公告广播流程
- 应用程序通过
MqttService发布会议或公告信息 - 信息通过
ServerMqttClient发布到对应广播主题 - 设备接收广播信息，触发相应事件进行处理
5.6 设备清理流程
- 设备清理定时器定期执行清理任务（默认每天凌晨2点）
- 清理长时间离线（默认24小时以上）的设备记录
6. 错误处理与重连机制
- MQTT客户端断开连接后，自动启动重连定时器
- 根据配置的重连间隔进行重连尝试
- 如果配置了最大重连次数，达到次数后停止重连；如果设置为0，则无限重连
- 所有通信操作都包含错误处理和日志记录
MQTT配置选项包括：
- 服务器地址（ServerAddress）：默认为"localhost"
- 服务器端口（Port）：默认为1883
- 客户端ID（ClientId）：默认自动生成
- 用户名（Username）和密码（Password）：用于认证
- 是否使用TLS/SSL（UseTls）：默认为false
- 连接超时时间（ConnectionTimeout）：默认为10秒
- 心跳间隔（KeepAliveInterval）：默认为60秒
- 重连间隔（ReconnectInterval）：默认为5秒
- 最大重连次数（MaxReconnectAttempts）：默认为0（无限重连）
设计思路讲完了，下面一篇文章讲解实现方式（以C#为例）
