mqtt物联网数据传输协议
引用github的资源https://mcxiaoke.gitbooks.io/mqtt-cn/Introduction3.2 CONNACK一确认连接请求o3.3 PUBLISH-发布消息o34 PUBACK一发布确认o35 PUBREC-发布收到(QoS2,第一步)°36 PUBREL-发布释放(QoS2,第二步)°3.7P∪ BCOME一发布完成(QoS2,第三步)o3.8 SUBSCR|BE-订阅主题o39S∪BACK-订闶确认o3.10 UNSUBSCR|BE-取消订阅3.11 UNSUBACK-取消订阔确认3.12P| NGREG一心跳请求3.13 PINGRESE一心跳响应o3.14D| SCONNECT一断开连接第四章一操作行为第五章一安全第六章一使用 Websocket第七章一一致性目标附录B-强制性规范声明旧版文档已过期,建议使用 GifTbook版本最新版本:V1.0.12015.10.22文档连接中文版HTMLMQTT3.1.1中文版中文版PDFMQTT3.1.1中文版英文版HTMLMQTT Version 3.1.1英文版PDFMQTT∨ ersion3.1.1许可协议署名-非商业性位用-相同方式共享4.0国际联系方式IntroductionBloghttp://blog.mcxiaoke.comGithub:https://github.com/mcxiaoke.Email:github@mcxiaoke.com开源项目·Rx文档中文翻译:htts:/! github. com/mcxiaoke/ RXDOCS·MQTT协议中文版:htps:/ github. com/ mcxiaoke/mgttAwesome-kotlin:httpsgithub.com/mcxiaokelawesome-kotlin.Kotlin-koi:https:/github.com/mcxiaoke/kotlin-koiNeXt公共组件库:htps!/github.com/xiaoke/Android-Next· PackerNg极速打包:htts;/ github. com/mcxiaoke/ packer- ng-pluginGradle渠道打包https://github.com/mcxiaoke/gradle-packer-plugin·VentuS实现xBus:htps;/github.com/miaoke/BuS磨菇饭App:htps:! github. com/mcxiaoke/minicat·饭否客户端:https:/github.com/mcxiaoke/anfouapp-opensourceVolleyt:https://github.com/mcxiaoke/android-volley第一章-MQTT介绍第一章概逃 Introduction1.1MQTT协议的组织结构 Organization of MQTT本规范分为七个章节:第一章一介绍第二章一MQTT控制报文格式第三章一MQTT控制报文·第四章一操作行为第五章一安全第六章一使用 Websocket第七章一一致性日标附录B一强制性规范声明12术语 Terminology本规范中用到的夭键字必须MUST,不能 MUST NOT,要求 REQUIRED,将会 SHALL,不会 SHALL NOT,应该 SHOULD,不应该 SHOULD NOT,推荐 RECOMMENDED,可以MAY,可选 OPTIONAL都是按照 TE RFC2119[RFC2119]中的描迹解释。网络连接 Network ConnectionMQTT使用的底层传输协议基础设施。客户端使用它连接服务端。它提供有序的丶可靠的丶双向字节流传输。例子见42节应用消息App| ication Message MQT协议通过网络传输应用数据。应用消息通过MQT传输时’它们有关联的服务质量(QoS)和主题( Topic)客户粥C|ient使用MQπT的程序或设备。客户端总是通过网络连接到服务端。它可以发布应用消息给其它相关的客户端。●订阅以请求接受相关的应用消息。·取消订阅以移除接受应用消息的请求从服务端断开连接第一章-MQTT介绍服务端 Server个程序或设备,作为发送消息的客户端和请求订阅的客户端之间的中介σ服务端接受来自客户端的网络连接。接受客户端发布的应用消息。·处理客户端的订阅和取消订阅请求。转发应用消息给符合条件的已订阅客户端订 Subscription订阔包含一个主题过滤器( Topic Filter)和一个最大的服务质量(QoS)等级。订阅与单个会话( Session)关联。会话可以包含多于一个的订阅。会话的每个订阅都有一个不同的主题过主题名 Topic Name附加在应用消息上的一个标签’服务端巳知且与订阔匹配。服务端发送应用消息的一个副本给每一个匹配的容户端订阅。主题过滤器 Topic Filter订阅中包含的一个表达式,用于表示相关的一个或多个主题。主题过滤器可以使用通配符。会话 Session客户端和服务端之间的状态交互。一些会话持续时长与网络连接一样·另一些可以在客户端和服务端的多个连续网络连接间扩展。控制报文 MQTT Contro| Packet通过网络连接发送的信息数据包。MQTT规范定义了十四种不同类型的控制报文,其中一个( PUBLISH报文)用于传输应用消息。1.5数据表示 Data representations1.51二进制位Bits字节中的位从0到7。第7位是最高有效位’第0位是最低有效位。1.52整数数值 Integer data values整数数值是16位’使用大湍序( big-endian,高位字节在低位字节前面)。这意味着一个16位的字在网络上表示为最高有效字节(MSB),后面跟着最低有效字节(LSB)1.53UTF8编码字符串UTF8 encoded strings后面会描逑的控制报文中的文本字段编码为UTF8格式的字符串。UTF8[RFC3629]是一个高效的υ ncode字符编码格式’为了攴持基于文本的通信’它对ASC∏字符的编码做了优化第一章-MQTT介绍每一个字符串都有一个两字节的长度字段作为前缀,它给出这个字符串UTF8编码的字节数,它门在图例1.1UTF8编码字符串的结构中描述。因此可以传送的UTF-8编码的字符串大小有个限制,不能超过65535字节除非另有说明’所有的UTF-8编码字符串的长度都必须在0到65535字节这个范围内。图例1.1UTF8编码字符串的结构 Structure of ute8 encoded strings进制位7-0yte字符串长度的最高有效字节(MsB)byte 2字符串长度的最低有效字节(LSB)byte 3如果长度大于0,这里是UTF-8编码的字符数据。UTF-8编码字符串中的字符数据必须是按照 Unicode规范[ Unicode]定义的和在RFC3629[RFC3629]中重申的有效的UTF8格式。特別需要指出的是,这些数据不能包含字符码在U+D800和U+DFFF之间的数据。如果服务端或客户端收到了一个包含无效UTF-8字符的控制报文”它必须关闭网络连接[MQTT1.53-]。UTF-8编码的字符串不能包含空字符U+0000如果客户端或服务端收到了一个包含U+0000的控制报文’它必须关闭网络连接MQTT-1.53-2]数据中不应该包含下面这些 Unicode代码点的编码。如果一个接收者(服务端或客户端)收到了包含下列任意字符的控制报文,它可以关闭网络连接U+0001和U+00F之间的控制字符∪+007F和∪+009F之问的控制字符Unicode规范定义的非宇符代码点(例如U+ OFFFF)Unicode规范定义的保留字符(例如U+ OFFFF)UTF-8编码序列0XEF0xBB0XBF总是被解释为U+FEFF(零宽度非换行空白字符)’无论它出现在字符串的什么位置’报文接收者都不能跳过或者剥离它[MQTT-153-3]。非规范示例 Non normative example例如,字符串A是一个拉丁字母A后面跟着一个代码点U+2A6D4(它表示一个中日韩统表意文字扩展B中的字符)这个字符串编码如下图例12UTF8编码字符串非规范示例UTF-8 encoded string non normative example第一章-MQTT介绍Bit54byte 1字符串长度MSB(0x0O)00byte 2字符串长度LSB(0×05)byte 3A(0×41)00000bye4(0×F0)000byte 5(OXAA)00byte 6(0×9B)0byte 7(0×94)0001.6编辑约定 Editing conventions本规范用黃色高亮的文本标识一致性声明·毎个一致性声明都分配了一个这种袼式的引用:[MQTT××x-y]项目主页MQTT协议中文版第二章一MQTT控制报文格式第二章MQTT控制报文格式 MQTT ControPacket format目录第一章-个绍第二章一MQTT控制报文格式第三章一MQTT控制报文·第四章一操作行为第五章一安全第六章一使用 Websocket第七章一一致性目标附录B-强制性规范声明2.1MQTT控制报文的结构 Structure of an MQTTControl packetMQπT协议通过交換预定义的MQTT控制报文来通信。这一节描逃这些报文的格式。MQTT控制报文由三部分组成’按照图例2.1-MQ∏控制报文的结构描逃的顺序图例21-MQTT控制报文的结构Fixed header固定报头’所有控制报文都包含Variable header可变报头·部分控制报文包含Payload有效载荷·部分控制报文包含22固定报头 Fixed header每个MQTT控制报文都包含一个固定报头。图例2.2-因定报头的格式描逑了因定报头的格式图例22-固定报头的格式第二章一MQTT控制报文格式Bit65432byte 1MQTT控制报文的类型用于指定控制报文类型的标志位byte 2剩余长度221MQTT控制报文的类型 MQTT Control Packet type位置:第1个字节,二进制位7-4表示为4位无符号值,这些值的定义见表格2.1-控制报文的类型表格2.1-控制报文的类型名字值报文流动方向描述Reserved禁止保留CONNECT客户端到服务端客户端请求连接服务端CONNACK2服务端到客户端连接报文确认PUBLISH两个方向都允许发布消息PUBACK丙个方向都允许QoS1消息发布收到确认PUBREC5两个方向都允许发布收到(保证交付第一步)PUBREL两个方向都允许发布释放(保证交付第二步PUBCOMP7两个方向都允许QoS2消息发布完成(保证交互第三步)SUBSCRIBE8客户端到服务端客户端订阅请求SUBACK9服务端到户风请求摄文确认UNSUBSCRIBE10客户端到服务端客户端取消订阋请求UNSUBACK服务端到客戶端取消订阔报文确认PINGREQ12客户端到服务端跳请求PINGRESP13服务端到客户端心跳响应DISCON№ECT14客户端到服务端客户端断开连接Reserved15禁止保留222标志Fags固定报头第1个字节的剩余的4位[30]包含每个MQTT控制报文类型特定的标志,见表格22-标志位。表格2.2中任何标记为“保留”的标志位·都是保留给以后使用的·必须设置为表柊中出的值[MQT「-22.2-1。如果收到非法的标志’接收者必须关闭网络连接。有美错误处理的详细信息见4.8节MQTT2222]
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利用Matlab提取图片中的数据
从事科研或者工程的人员在文档撰写过程中，常需要将文献中的曲线与自己的结果对比，为获取原始数据，一种常用的办法是手动描点，即将原始曲线放大然后打印出来，选取一定数量的点，读出其横纵坐标，然后重绘。对于较为平坦的曲线，这种方法当然可行，但当曲线数量增加，曲线变化复杂，这种方法工作量可想而知。前段时间由于原始数据丢失，仅剩几十幅图片，本人尝试过手动描点，经历几个小时奋战，实在无法继续，索性转向matlab，借助其强大的数据处理能力，编写了两个GUI的小软件image2data、data_poly提取数据，如今大功告成，遂于大家分享。坐标轴标定按下面板上的按钮进行图像放大,按钮恢复初始显示大小,钮采用鼠标拖动图像按钮退出放大或者拖动的鼠标操作模式,空格键表示取点操作,键表示删除上一次取点操作,状态栏的显示当前鼠标取点总数目(注意,初始点数为,然后存处个坐标轴标定坐标,剩余用来存储曲线坐标)。值得指山的是,每次放大或者拖动桨作完毕后,必须按下按钮,才能用空格键进行取点操作。匹回图00.400.351 MHz足0.300.2530 MHz0.20frequency>100 MHz型30681012141618REVERSE VOLTAGE (VFigure 1. RF Capacitance vs ReverseBias. HSMP-3810 Series图坐标轴定标曲线描点按照上述操作反复进行图像放大、拖动、取点,状态栏的和用于显示当前坐标(注紊,这个坐标图像坐标,轴方向向下,后面坐标变换需要考虑),下图给出了描点完毕后的曲线,可以看出取点基本代表了曲线的全部信息。0.45E0400351 MHz0.3002530 MHZ.frequency> 100 MHzpr/。no0.1568101214161820REVERSE VOLTAGE (V)Figure 1. RF Capacitance vs Reversem[1Bias. hsMP-3810 Series图曲线描点数据处理及存储。按下按钮,描点后的曲线会显示在图像当中,按下按钮,程序自动进行坐标转换,得到所有描点的真实坐标,按卜按钮,使会生成一个文木,数据记录其和按钮下都有文本输入框,本别代表输入文本和存储文本的名称,不带后缀)。045"z55sd0.351M3002530 MHafrequency>100 MHz0.1502468101214161820REVERSE VOLTAGE (VFigure l. RF Capacitance vs Reversese4Bias. HsMP-3810 Series图拟合曲线效果记事本巴回囟文件〕编辑巴)格式迫!查看y1帮助)6,6ag15-92h432562gP-6811.18153B60-91488g2c-8912.15288c-E914.81Q68c-691.93177一Bg1571882c-6E-8Ube-出14.168y!:e-Uk1面=363211g-9g1py9py6-6817.99日969e-B914。394g55e-919.6696599e-B913.941218e-0911.119913-Bg3.E786699g-6511.36361243.779192-6811,5邵3777e十3.71813e-6117699899e+053.6164171e-6911_97了5775巴十B035小B725-6612-3111uB!g318286-B12.了7阳7P??5"24"9236P-R13.12096E5e+gs2502的9e-6613.526859e-E日31756187e-651391427562B9.1158646e-6814_287193.806E87ge-651h。47785F7eB98,38E17e-61↓816F877e+2.9877229e-6615.342g3B6e-Eg2.92049e-6615,6428g1eB9g2.B86ge6168697eBgg28616e-816652032cE9g78786ggc-691图数据记录文本数据后处理由于以上数据是于动选取的,故分布不够均匀,下面我们通过数据拟合,然后重新采样得到等间距的数据(可能大家会问,为什么两个功能不做在起呢?数据拟合是个比较味烦的事情,本组曲线采用多项式拟合即可,可对于更多的曲线采用指数函数、正弦函数等才能得到比较好的结果中的工具箱就包含了很多的拟合函数,为避免重复工作,仅绵写了这个小软件用来数据拟合再采样,其他的拟合就靠了)。运行代表多项式拟合的阶数(一般就够用了),代表重新釆样的数据个数,其他几个就不用解释了,默认输入文本为输出文本为,数据拟合结果如下图所示Xmax 23 ymax045fing图数据拟合再采样结果至此,数据提取过程完毕,可能操作上有些不便(毕竞只是小T具而已),但比起于动描点的速度和精度,可谓小巫见大巫。软件编写要点这两个小软件从构思到完成大概用了两大,功能的完成绝大部分归功」丰富的函数库和方便的,其中用到的主要函数上要有列衣如下,更详的介绍请参阅文档。表主要函数列表除了上述函数的掌握之外,还需要对的数据结构和函数响应有一定的理解,在此就不多讲了(多看相关例程就明白了)。编写程序之前,首先心中要有一个框架,做些什么,怎么做,顺序如何等。本软件的结构如下图所示:导入图像创建数据结构坐枟轴定标曲线描点坐标变換数据后处彐:拟合、重新采样、存储图程序沇程示意导入图像程序段:创建数据结构程序段坐标轴定标及坐标变换:数据后处理代码段附录3.1描点数据列表数据拟合结果3.3、重新采样数据列表
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