物联网系统开发：从0到1构建IoT平台 付强 机械工业出版社【正版】 下载 mobi 免费 pdf 百度网盘 epub 2025 在线 电子书

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前言

部分?物联网基础

章?什么是物联网 2

1.1　物联网和人工智能 3

1.2　物联网的现状与前景 4

第2章?常见的物联网协议 6

2.1　MQTT协议 6

2.2　MQTT-SN协议 7

2.3　CoAP协议 8

2.4　LwM2M协议 9

2.5　协议 9

2.6　LoRaWAN协议 9

2.7　NB-IoT协议 10

2.8　本章小结 10

第二部分?MQTT协议详解与实战

第3章?MQTT协议基础 13

3.1　MQTT协议的通信模型 13

3.2　MQTT Client 14

3.3　MQTT Broker 15

3.4　MQTT协议数据包格式 17

3.5　本章小结 19

第4章?MQTT协议详解 20

4.1　建立到Broker的连接 20

4.1.1　CONNECT数据包 20

4.1.2　CONNACK数据包 23

4.1.3　关闭连接 25

4.1.4　代码实践 26

4.2　订阅与发布 28

4.2.1　PUBLISH数据包 30

4.2.2　代码实践：发布消息 31

4.2.3　订阅一个主题 32

4.2.4　代码实践：订阅主题 35

4.2.5　取消订阅 36

4.3　QoS及其实践 39

4.3.1　MQTT协议中的QoS等级 39

4.3.2　QoS0 40

4.3.3　QoS1 40

4.3.4　QoS2 42

4.3.5　代码实践：使用不同的QoS发布消息 44

4.3.6　实际的Subscribe QoS 48

4.3.7　QoS的实践 48

4.4　Retained消息和LWT 49

4.4.1　Retained消息 49

4.4.2　代码实践：发布和接收Retained消息 50

4.4.3　LWT 51

4.4.4　代码实践：监控Client连接状态 52

4.5　Keepalive与连接保活 54

4.5.1　Keepalive 54

4.5.2　代码实践 55

4.5.3　连接保活 57

4.6　MQTT 5.0的新特性 58

4.6.1　用户属性 59

4.6.2　共享订阅 59

4.6.3　消息过期 60

4.6.4　重复主题 60

4.6.5　Broker能力查询 60

4.6.6　双向DISCONNECT 61

4.7　本章小结 61

第5章?MQTT协议实战 62

5.1　“AI IoT”项目实战 62

5.1.1　用TensorFlow在Android系统上进行物体识别 62

5.1.2　如何在MQTT协议里传输大文件 63

5.1.3　消息去重 64

5.1.4　最终的消息数据格式 64

5.1.5　代码实践：上传识别结果 64

5.1.6　在浏览器中运行MQTT Client 66

5.1.7　代码实践：接收识别结果 67

5.1.8　搭建私有MQTT Broker 68

5.1.9　传输层安全 69

5.2　MQTT常见问题解答 70

5.3　开发物联网应用，学会MQTT协议就够了吗 71

5.4　本章小结 72

第三部分?实战：从0搭建一个IoT平台

第6章?准备工作台 75

6.1　安装需要的组件 75

6.2　Maque IotHub的组成部分 76

6.3　项目结构 76

6.3.1　IotHub Server 77

6.3.2　IotHub DeviceSDK 77

6.4　本章小结 79

第7章?设备生命周期管理 80

7.1　设备注册 80

7.1.1　设备三元组 80

7.1.2　EMQ X的认证方式 81

7.1.3　设备接入流程 84

7.1.4　Server API：设备注册 84

7.1.5　调整EMQ X配置 87

7.1.6　修改DeviceSDK 87

7.1.7　Server API：设备信息查询 88

7.1.8　Server API：获取接入IotHub的一次性密码（JWT） 89

7.1.9　完善细节 91

7.2　设备连接状态管理 93

7.2.1　Poor man’s Solution 93

7.2.2　使用EMQ X的解决方案 94

7.2.3　管理设备的连接状态 97

7.3　设备的禁用与删除 101

7.3.1　禁用设备 101

7.3.2　删除设备 105

7.4　设备权限管理 106

7.4.1　为什么要控制Publish和Subscribe 106

7.4.2　EMQ X的ACL功能 106

7.4.3　集成EMQ X ACL 110

7.5　给IotHub加一点扩展性 111

7.5.1　EMQ X的纵向扩展 112

7.5.2　EMQ X的横向扩展 113

7.6　本章小结 114

第8章?上行数据处理 115

8.1　选择一个可扩展的方案 115

8.1.1　完全基于MQTT协议的方案 116

8.1.2　基于Hook的方案 117

8.1.3　数据格式 118

8.1.4　主题名规划 118

8.1.5　上行数据存储 118

8.1.6　通知业务系统 119

8.1.7　上行数据查询 119

8.1.8　上行数据处理流程 120

8.2　实现上行数据处理功能 120

8.2.1　DeviceSDK的功能实现 121

8.2.2　IotHub Server的功能实现 122

8.2.3　代码联调 125

8.2.4　通知业务系统 127

8.2.5　Server API历史消息查询 129

8.3　设备状态上报 130

8.3.1　设备状态 130

8.3.2　DeviceSDK的实现 131

8.3.3　IotHub Server 的实现 131

8.3.4　Server API：查询设备状态 134

8.3.5　代码联调 134

8.3.6　为何不用Retained Message 135

8.4　时序数据库 135

8.4.1　时序数据 136

8.4.2　时序数据库 136

8.4.3　收集设备连接状态变化的数据 137

8.5　本章小结 140

第9章?下行数据处理 141

9.1　选择一个可扩展的方案 142

9.1.1　完全基于 MQTT协议的方案 142

9.1.2　基于 EMQ X RESTful API的方案 143

9.1.3　下行数据格式 143

9.1.4　主题名规划 144

9.1.5　如何订阅主题

作者简介

付强

物联网技术专家，有10余年从业经验，专注于物联网平台和产品的设计与开发，非常熟悉各种物联网协议和物联网系统的架构与开发。

现就职于某智慧社区解决方案企业的联合创始人兼CTO， 曾就职于趋势科技、诺基亚中国，以及德国和美国硅谷的初创公司。

从 C 语言到 Web 开发，从微服务架构到移动开发，都有涉猎。GitChat专栏作者， 撰写了多篇物联网和AI相关的专栏文章。

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