内容简介
这是一本从技术原理、工程实践、设计模式和*佳实践4个维度讲解物联网系统开发的著作，是作者10余年实践经验的总结。首先，通过代码实例循序渐进、深入浅出地介绍了物联网协议的原理与实践；然后，以一个功能完备的综合性物联网平台的搭建过程为例，讲解了如何从0到1搭建一个物联网平台，同时总结了物联网平台开发中常用的设计模式和*佳实践。
全书一共12章，逻辑上可分为3大部分：
第壹部分（第1-2章） 物联网基础
对物联网的一些关键常识和各种协议进行了详细的介绍。
第二部分（第3-5章） 物联网协议
通过大量实例代码详细分析和讲解了MQTT协议的规范、特性、原理和应用。
第三部分（第6-12章）物联网平台开发
详细讲解了如何使用开源组件和云服务从0到1搭建一个具备完备功能的物联网平台。

前言
第一部分?物联网基础
第1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　HTTP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及其最佳实践 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的最佳实践 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 145
9.1.6　设备端消息去重 145
9.1.7　指令回复 146
9.2　DeviceSDK端的实现 146
9.2.1　消息去重 146
9.2.2　提取元数据 147
9.2.3　处理指令 148
9.2.4　回复指令 149
9.3　服务端的实现 150
9.3.1　更新ACL 列表 150
9.3.2　EMQ X发布功能 150
9.3.3　Server API：发送指令 151
9.3.4　服务器订阅 152
9.3.5　通知业务系统 154
9.3.6　代码联调 155
9.4　本章小结 158
第10章?IotHub的高级功能 159
10.1　RPC式调用 159
?10.1.1　主题规划 160
?10.1.2　等待指令回复 161
?10.1.3　服务端实现 161
?10.1.4　Server API： 发送RPC指令 163
?10.1.5　更新设备ACL列表 164
?10.1.6　更新服务器订阅列表 164
?10.1.7　DeviceSDK端实现 165
?10.1.8　代码联调 166
10.2　设备数据请求 167
?10.2.1　更新设备ACL列表 168
?10.2.2　服务端实现 168
?10.2.3　DeviceSDK端实现 169
?10.2.4　代码联调 170
10.3　NTP服务 171
?10.3.1　IotHub 的 NTP 服务 172
?10.3.2　DeviceSDK端实现 172
?10.3.3　服务端实现 173
?10.3.4　代码联调 174
10.4　设备分组 175
?10.4.1　功能设计 175
?10.4.2　服务端实现 177
?10.4.3　DeviceSDK端实现 180
?10.4.4　代码联调 183
10.5　M2M设备间通信 185
?10.5.1　主题名规划 185
?10.5.2　服务端实现 186
?10.5.3　DeviceSDK端实现 186
?10.5.4　代码联调 187
10.6　OTA升级 188
?10.6.1　功能设计 189
?10.6.2　服务端实现 191
?10.6.3　DeviceSDK端实现 194
?10.6.4　代码联调 196
10.7　设备影子 199
?10.7.1　什么是设备影子 199
?10.7.2　设备影子的数据结构 200
?10.7.3　设备影子的数据流向 200
?10.7.4　服务端实现 202
?10.7.5　DeviceSDK端实现 208
?10.7.6　代码联调 209
10.8　IotHub 的状态监控 211
?10.8.1　使用RESTful API 211
?10.8.2　使用系统主题 212
?10.8.3　EMQ X 的 Listener Zone 213
?10.8.4　代码演示 214
10.9　本章小结 215
第11章?扩展EMQ X Broker 216
11.1　EMQ X的插件系统 217
?11.1.1　Erlang语言 217
?11.1.2　安装Erlang 编译工具 218
11.2　我们会用到的Erlang特性 218
?11.2.1　Erlang简介 218
?11.2.2　变量和赋值 219
?11.2.3　特殊的 Erlang 数据类型 220
?11.2.4　模式匹配 221
?11.2.5　模块与函数 221
?11.2.6　宏定义 222
?11.2.7　OTP 222
11.3　搭建开发和编译环境 222
?11.3.1　下载和编译 EMQ X 222
?11.3.2　使用插件模板 223
?11.3.3　插件的代码结构 224
?11.3.4　修改模板插件 226
11.4　实现基于RabbitMQ的Hook插件：emqx-rabbitmq-hook 227
?11.4.1　代码结构 227
?11.4.2　建立RabbitMQ连接和连接池 227
?11.4.3　处理client.connected事件 228
?11.4.4　处理client.disconnected事件 230
?11.4.5　处理message.publish事件 230
?11.4.6　编译插件 231
?11.4.7　插件的配置文件 233
?11.4.8　应用配置项 235
11.5　使用emqx-rabbitmq-hook 236
?11.5.1　发布emqx-rabbitmq-hook插件 236
?11.5.2　集成emqx-rabbitmq-hook 238
?11.5.3　IotHub 的全新架构 239
11.6　本章小结 240
第12章?集成CoAP协议 241
12.1　CoAP协议简介 241
?12.1.1　CoAP协议的消息模型 242
?12.1.2　CoAP协议的请求/应答机制 243
?12.1.3　CoAP OBSERVE 244
?12.1.4　CoAP HTTP Gateway 244
12.2　集成CoAP协议 245
?12.2.1　EMQ X的CoAP插件 245
?12.2.2　CoAP 设备端代码 246
?12.2.3　代码联调 247
?12.2.4　CoAP协议的连接状态 247
12.3　本章小结 248
结语?我们学到了什么 249
附录?如何运行Maque IotHub 253