关于车联网:车联网场景中的-MQTT-协议

目前我国车联网行业处于与 5G 技术的深度交融期间，随着 5G 与 V2X 技术的倒退成熟，将来的车联网产业必将关上新的成长空间。

车联网是物联网技术在交通系统畛域的典型利用，车联网行业所波及的相干技术畛域的交融布局与协同倒退在某种程度上与物联网一脉相通。作为一家开源物联网数据基础设施软件供应商，EMQ 多年来也为车联网畛域的泛滥客户提供了云边端协同的物联基础设施软件，实现对人、车、路、云的对立连贯，为整车制造商、T1 供应商、后市场服务商、出行服务公司等打造智能网联、主动驾驶和 V2X 等场景解决方案。

在本专题系列文章中，咱们将依据 EMQ 在车联网畛域的实践经验，从协定抉择等理论知识，到平台架构设计等实战操作，与大家分享如何搭建一个牢靠、高效、合乎行业场景需要的车联网平台。

前言

MQTT 协定早已是物联网畛域当之无愧的支流协定，其凭借笨重高效、牢靠平安、双向通信等个性在诸多行业物联网平台搭建中失去了宽泛的利用。那么 MQTT 协定在车联网场景中的利用状况如何呢？

本文将从 EMQ 车联网行业用户理论案例教训登程，比照不同物联网通信协议在车联网平台搭建利用中的利弊，分享企业该如何基于本身状况抉择适合的 MQTT 音讯接入产品与服务，以及以后在数据传输平安、数据集成等方面的最热门技术计划。

MQTT 协定适宜车联网吗？

整个车联网业务架构简单，波及多个通信环节，在本文中咱们探讨的是车联网平台次要负责的云 - 端音讯接入模块。

MQTT 是基于公布 / 订阅模式的物联网通信协议，具备简略易实现、反对 QoS、报文小等特点，占据了物联网协定的半壁江山。在车联网场景中，MQTT 仍然可能胜任海量车机系统灵便、疾速、平安接入，并保障简单网络环境下音讯实时性、可靠性，其次要利用劣势如下：

1. 凋谢音讯协定，简略易实现。市场上有大量成熟的软件库与硬件模组，能够无效升高车机接入难度和应用老本；
2. 提供灵便的公布订阅和主题设计，可能通过海量的 Topic 进行音讯通信，应答各类车联网业务；
3. Payload 格局灵便，报文结构紧凑，能够灵便承载各类业务数据并无效缩小车机网络流量；
4. 提供三个可选的 QoS 等级，可能适应车机设备不同的网络环境；
5. 提供在线状态感知与会话放弃能力，方便管理车机在线状态并进行离线音讯保留。

综上，如果配以具备海量车端连贯、软实时、高并发数据吞吐以及多重平安保障能力的消息中间件产品，MQTT 协定无疑是将为车联网平台的搭建带来便当。

相比于 MQTT，其余协定差在哪里？

目前为止大多数车联网客户首选的都是 MQTT 协定，咱们也遇到过一些客户曾抉择其余诸如公有 TCP、HTTP 协定，但从最终后果来看，MQTT 都是车联网场景下的最佳抉择。

在没有接触过 MQTT 协定之前，华南某大型主机厂采纳了私有化的 TCP 协定（ACP 协定）构建车联网服务平台。通过长周期的协定标准设计和开发，根本实现了车联网平台的次要性能。但随着车联网业务场景的一直减少和车机数量的一直增长，私有化的 TCP 的弊病逐步凸显：协定私有化定义与版本保护艰难、所有的协定性能（如保活、断线重连、离线音讯等）都须要定制开发，公有的协定也导致终端硬件适配都须要定制开发，老本高、周期长，更新迭代慢等问题突出。随着 MQTT 协定生态不断完善和在车联网平台通信协定选型中被宽泛采纳，该主机厂在新一代车联网平台的开发中开始采纳 MQTT 协定，基于 EMQX 物联网接入平台为其提供的欠缺 MQTT 协定反对，不仅升高了开发成本、缩短了开发周期，同时实现了更多的性能场景和运维伎俩。

华东某大型主机厂现有一百多万的存量车机，之前的车联网平台采纳公有的 TCP 协定构建，面对百万车机海量的音讯通信，私有化的 TCP 协定保护老本高，音讯可靠性无保障，日常系统维护和性能扩大开发工作量大。随着 MQTT 协定在团体外部车联网平台宽泛驳回，该主机厂也开始启动 MQTT 协定的革新降级工作，目前针对局部车型曾经通过 OTA 降级的形式实现了降级，将来他们打算分阶段逐渐实现所有车型的降级革新工作。

还有一个车企客户晚期与咱们接触过，但思考到初期业务比较简单以及本身技术选型问题，最终应用了自建 HTTP 服务的模式接入车机。随着业务倒退，传统的申请 - 响应模式通信曾经无奈满足新增业务需要，同时随着性能与终端数量增多，整个平台通信量成倍增加，应用 HTTP 接入呈现了性能瓶颈。该客户最终还是抉择了 MQTT 作为接入协定，应用 EMQX 提供的数据接入计划很好地解决了之前的业务难题。

总体来看，公有协定具备封闭性、排他性等特点，在制订初期是为了解决特定的问题而设计导致不足灵活性，往往在业务调整之后难以满足新的需要，企业不得不在协定中退出更多的个性；又或者因为接入量的增多，公有协定 Server 端过早达到了性能和扩展性的瓶颈。以上种种原因最终导致用户工作的重心从业务开发转移到接入层、中间件的开发，无形中减少了平台我的项目老本。因而 MQTT 协定牵强附会地成为最适宜车联网畛域的支流协定。

如何抉择 MQTT 音讯接入产品 / 服务？

平台设计中，零碎架构设计与产品选型是一个谨严的过程。用户首先要联合利用场景，评估产品性能是否满足业务需要，性能与可扩展性是否可能撑持平台短期的设计容量以及将来可能的增长；产品应用老本也是一个重要的考量，产品自身的老本、IaaS 基础设施、开发集成和保护工作这些都会影响客户的总体领有老本；此外还该当联合产品全球化能力进行评估，对于有海内业务的我的项目，产品是否反对寰球部署、是否满足各个地区的合规性、是否防止云计算提供商锁定这些都是抉择产品的根据。

EMQ 的车联网客户在选型过程中常常会与云计算提供商的物联网音讯接入 SaaS 服务进行比照。相比之下 EMQX 的劣势次要在于公有部署和标准化能力 —— 反对公有部署到任意云平台，无平台锁定，提供规范 MQTT 协定，这也是车联网客户广泛看重的一点。

防止云计算供应商锁定有助于企业用户取得竞价劣势，能够缩小企业与云计算供应商停止单干关系而带来的影响。另一方面多云反对也能够充沛应用不同云计算提供商的技术与商业劣势，比方一些寰球经营的企业能够在国内和海内抉择不同的云计算提供商。

此外还有相当一部分客户看中 EMQX 较低的应用老本，根本原因是因为计费形式不同，往往业务规模越大，云计算提供商的接入服务老本越高。

不过从老本考量也有例外。之前曾有车企用户评估了云提供商的接入服务和 EMQX 后，思考到本身的运维老本和危险后最终放弃公有部署，抉择了云提供商的接入服务。而随着 EMQ 的全托管 MQTT 音讯服务 – EMQX Cloud 的上线，这个问题也失去解决。通过 EMQX Cloud，当初用户能够在罢黜基础设施治理保护累赘的同时，放弃了同公有部署统一的老本估算清晰可控、跨云跨平台等劣势，没有后顾之忧地发展车联网平台建设。

对于有公有部署需要的客户，EMQX 也有其独有的劣势。EMQX 提供全球性的商业反对，较高的产品性能可带来海量连贯和吞吐能力，规定引擎与数据桥接则提供疾速集成能力。同时针对车联网畛域，高牢靠和易扩大架构能力以及云边一体的 V2X 信息交互能力也让 EMQX 在反对公有部署的同类产品中怀才不遇。

2018 年上汽公众在设计研发新一代车联网零碎时，SC 部门思考到新型车联网大并发、低时延、高吞吐的场景需要，参考了国内外支流新型车联网零碎架构，最终采纳了基于 MQTT 协定建设新一代车联网平台。

该我的项目中，MQTT 的个性与 EMQX 弱小规定引擎数据集成能力和通用型总线能力无效满足了客户对简单网络下音讯实时性可靠性的要求，并解决了我的项目工夫紧、工作重，须要疾速开发对接的需要。

查看客户胜利故事：上汽公众联结 EMQ 打造新一代智慧车联网零碎

大家都在应用什么技术计划？

作为消息中间件，EMQX 提供了丰盛且灵便的集成能力，且每个性能都提供了不同的技术计划以供用户抉择，通过长期应用总结，比拟热门的技术计划如下：

平安保障

在传输链路层上咱们均举荐用户启用 TLS 加密传输，然而少数云计算提供商的负载平衡产品不反对 TLS 终结，生产部署时须要额定部署 HAProxy 等组件来卸载 TLS 证书。另外有局部客户须要国密算法 TLS 加密传输，咱们也专门定制提供了计划。

TBox 接入最常见的是应用证书认证，EMQX 提供可扩大的认证链，反对第三方认证平台扩大（如 PKI 零碎），基于用户名 / 明码的外置数据源和外部数据库认证其次。

此外绝大部分用户都启用了 EMQX 鉴权性能，为不同 TBox 终端调配相应的公布、订阅权限以无效爱护数据安全。

数据集成

将流经 EMQX 的海量车联网数据与业务零碎连贯是客户最器重的能力，EMQX 内置了规定引擎和数据桥接能力，能够将 MQTT 数据流式传输到 Kafka、各类 SQL / NoSQL / 时序数据库中，而理论我的项目中绝大多数客户都应用 Kafka 作为后端流解决组件。

Kafka 专一于数据的存储和读取，而 EMQX 则侧重于客户端和服务器之间的通信，EMQX 用来疾速接管和解决来自大量物联网设施的音讯，Kafka 能够收集并存储这些数据并将其发送给后端程序来剖析和解决，这个架构是目前利用最广的数据集成计划。

写在最初

目前汽车电子倒退迅速，助推车联网行业技术升级，智能交通及汽车行业将来市场前景可观，能够预感有更多的车主消费者和骑车厂家将从中收益。基于欠缺的 MQTT 协定和 EMQX 弱小的产品能力能够帮忙车联网平台开发者疾速构建强壮、灵便的车联网平台。EMQ 也将紧跟行业发展趋势，推动音讯传输和边缘计算相干的技术倒退和落地，为主动驾驶、车辆协同、车联网用户提供更快、更好、更智能的音讯服务根底设置。