物联网中基于MQTT协议的EMQX代理的实现与分析
论文标题（中文）：物联网中基于MQTT协议的EMQX代理的实现与分析 论文标题（英文）：Implementation and Analysis of EMQX broker for MQTT Protocol in the Internet of Things
作者信息：
- Monika Kashyap，Ansh Kumar Dev，Vidushi Sharma
- 来自印度北方邦大诺伊达的 Gautam Buddha University, School of ICT
论文出处：e-Prime - Advances in Electrical Engineering, Electronics and Energy
主要内容整理：
摘要： 本文讨论了物联网（IoT）技术中低成本监控和数据传输系统的需求，特别强调了消息队列遥测传输（MQTT）协议因其低功耗而成为最广泛使用的协议。研究者们探索了多种代理（broker），最终选择了基于EMQX代理的MQTT协议来高效传输客户端之间的数据。文章深入评估了EMQX代理的实施和性能，并提出了新的度量标准，即平均发布和订阅消息的数量，以及实际收到的消息质量服务（QoS）水平。分析显示了所研究协议的有效性。
1. 引言： 物联网（IoT）技术允许大量设备连接并实时互动。IoT技术的主要优势在于其对日常生活和潜在运营商的高影响。然而，这种技术的普及也带来了潜在的安全威胁。在IoT技术被广泛实施之前，仍有许多问题需要解决，包括创建设备间的完全协同作用、确保信心、隐私和安全等。
2. 消息队列遥测传输协议（MQTT）协议： MQTT协议能够在不稳定的连接下传输数据，适用于IoT应用。它使用发布-订阅消息模式，设备（发布者）将消息发送到代理，其他设备（订阅者）根据其订阅从代理接收消息。文章详细介绍了MQTT架构的三个主要组成部分：发布者、订阅者和MQTT代理，并讨论了MQTT的三个服务质量（QoS）级别。
3. EMQX代理： EMQX是一个高度可扩展的开源MQTT代理，以其处理高吞吐量和低延迟消息的能力而闻名，非常适合IoT和实时应用。文章详细介绍了EMQX代理的架构、状态和实现，包括如何在本地设置EMQX代理以及如何通过MQTT协议在两个客户端之间进行通信。
4. 结果： 实验结果分析了不同QoS级别的EMQX代理性能。文章使用了包括平均发布和订阅消息数量、实际收到的消息QoS等度量标准，并提出了一个度量解决方案，帮助识别不同应用和条件下的最佳发布和订阅设置，确保消息的无缝传递。
5. 讨论： 文章讨论了不同QoS级别在发布和订阅消息速率方面的表现差异，并指出QoS级别的选择对于系统性能的重要性。文章还提供了两个实际应用场景，说明如何根据不同QoS组合配置系统以优化消息的可靠性和效率。
6. MQTT代理的比较分析： 文章比较了多种MQTT代理（包括Mosquitto、Active MQ、EMQX、VerneMQ、Bevywise MQTT和HiveMQ）在本地和云环境中的表现，并根据延迟和峰值消息比率进行了性能评估。
7. 结论： 文章总结了对MQTT协议不同QoS级别的讨论和分析，以及对EMQX代理的实施和性能分析。文章指出EMQX代理能够适应大量连接，适合传感器和IoT网络，并建议未来的研究可以探索更多的性能指标，并在更复杂的系统中评估EMQX的性能。