1. MQTT là cái gì?

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) là một giao thức truyền thông nhẹ và đơn giản được thiết kế để gửi và nhận dữ liệu giữa các thiết bị và ứng dụng trong mạng IoT (Internet of Things). Giao thức này đặc biệt phù hợp với các ứng dụng yêu cầu khả năng kết nối ổn định, tiết kiệm băng thông và sử dụng ít tài nguyên hệ thống.

MQTT hoạt động dựa trên mô hình publish-subscribe (PUB/SUB), trong đó các thiết bị hoặc ứng dụng gửi (publish) các thông điệp đến một chủ (broker) MQTT và các thiết bị hoặc ứng dụng khác đăng ký (subscribe) để nhận các thông điệp mà họ quan tâm từ chủ. Điều này giúp cho việc truyền thông và xử lý dữ liệu trong một hệ thống IoT trở nên linh hoạt và hiệu quả.

Với các tính năng như khả năng duy trì kết nối, đáng tin cậy và hỗ trợ cơ chế bảo mật, MQTT đã trở thành một trong những giao thức phổ biến nhất trong lĩnh vực IoT và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như kiểm soát thiết bị thông minh, giám sát môi trường và hệ thống tự động hóa công nghiệp.

2. Lịch sử MQTT

Giao thức MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) được phát triển bởi IBM vào những năm 1990 để giải quyết vấn đề gửi tin nhắn trong mạng IoT (Internet of Things). Dưới đây là một cái nhìn tổng quan về lịch sử phát triển của MQTT:

1. Năm 1999: IBM phát triển giao thức MQ Telemetry Transport (MQTT) như là một phần của dự án “MQSeries” cho phép các thiết bị gửi và nhận thông điệp thông qua mạng TCP/IP.
2. Năm 2010: IBM quyết định công bố MQTT với giấy phép mã nguồn mở và chuyển giao cho tổ chức OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards) để tiêu chuẩn hóa giao thức.
3. Năm 2013: MQTT trở thành một tiêu chuẩn OASIS và được công nhận rộng rãi trong cộng đồng IoT như một giao thức truyền thông nhẹ và hiệu quả.
4. Năm 2014: MQTT v3.1.1, phiên bản tiêu chuẩn mới nhất của giao thức, được công bố và trở thành một trong những phiên bản phổ biến nhất của MQTT.
5. Năm 2019: MQTT v5.0 được công bố, mang lại nhiều tính năng mới và cải tiến so với phiên bản trước đó, bao gồm hỗ trợ cho các tính năng như mục đích cấp dữ liệu, khả năng phản hồi tối ưu hóa và bảo mật cải thiện.
6. Năm 2021: MQTT v5.0 tiếp tục được sử dụng rộng rãi trong cộng đồng IoT và được coi là một trong những giao thức truyền thông chính thống nhất và linh hoạt nhất cho các ứng dụng IoT.

Tóm lại, MQTT đã trải qua một quá trình phát triển liên tục từ khi được phát triển ban đầu bởi IBM, và hiện đang là một trong những tiêu chuẩn quan trọng nhất trong lĩnh vực IoT, với sự hỗ trợ rộng rãi từ cộng đồng và các nhà sản xuất thiết bị.

3. Ví dụ một cú pháp, tín hiệu của MTTQ

Dưới đây là một ví dụ về cú pháp MQTT đơn giản:

1. Publishing (Phát đi):

Topic: home/living-room/lamp
Message: {"status": "on"}

Trong ví dụ này:

• Topic là “home/living-room/lamp”, xác định nơi mà thông điệp sẽ được gửi đến.
• Message là một JSON object chứa thông tin về trạng thái của bóng đèn (“status”: “on”).

2. Subscribing (Đăng ký nhận thông điệp):

Topic: home/living-room/lamp

Trong ví dụ này, máy nghe (subscriber) đăng ký để nhận các thông điệp từ chủ (broker) với chủ đề là “home/living-room/lamp”.

3. Điều khiển và Phản hồi (Control and Response):

Trong một kịch bản thực tế, một thiết bị điều khiển như một ứng dụng trên điện thoại thông minh có thể gửi một yêu cầu điều khiển đến một thiết bị khác thông qua MQTT, và sau đó thiết bị nhận phản hồi từ thiết bị điều khiển để xác nhận rằng hành động đã được thực hiện.

Ví dụ:

• Yêu cầu điều khiển:

Topic: home/living-room/lamp/set
Message: {"command": "toggle"}

• Phản hồi từ thiết bị:

Topic: home/living-room/lamp/response
Message: {"status": "success"}

Trong ví dụ này, một yêu cầu được gửi đến thiết bị để chuyển đổi trạng thái của bóng đèn (command: “toggle”), và thiết bị sau đó phản hồi với thông điệp xác nhận rằng hành động đã được thực hiện thành công (status: “success”).

4. Yêu cầu để có thể sử dụng MTTQ

Để sử dụng MQTT, bạn cần có các thành phần sau:

1. Broker MQTT: Đây là máy chủ trung gian giữa các thiết bị gửi thông điệp và các thiết bị nhận thông điệp. Broker MQTT nhận các thông điệp từ các thiết bị gửi và chuyển tiếp chúng đến các thiết bị nhận. Các ví dụ về broker MQTT phổ biến là Eclipse Mosquitto, EMQ X, HiveMQ và ActiveMQ.
2. Thiết bị hoặc ứng dụng gửi (Publishers): Đây là các thiết bị hoặc ứng dụng gửi thông điệp đến broker MQTT. Các thông điệp này có thể là dữ liệu từ các cảm biến, trạng thái của thiết bị hoặc bất kỳ dữ liệu nào mà bạn muốn chia sẻ trong mạng MQTT.
3. Thiết bị hoặc ứng dụng nhận (Subscribers): Đây là các thiết bị hoặc ứng dụng đăng ký để nhận thông điệp từ broker MQTT. Các thông điệp này có thể là lệnh điều khiển, cập nhật trạng thái hoặc bất kỳ dữ liệu nào mà bạn muốn tiếp nhận.
4. Giao thức kết nối đến Broker MQTT: MQTT sử dụng giao thức TCP/IP để thiết lập và duy trì kết nối với broker. Điều này đòi hỏi thiết bị hoặc ứng dụng cần hỗ trợ giao thức TCP/IP để có thể kết nối và giao tiếp với broker MQTT.
5. Xác thực và Phân quyền (Authentication and Authorization): Để đảm bảo an toàn và bảo mật, MQTT thường hỗ trợ các cơ chế xác thực và phân quyền. Điều này đảm bảo rằng chỉ có những thiết bị được ủy quyền mới có thể gửi hoặc nhận các thông điệp từ broker MQTT.
6. Thư viện MQTT (Optional): Đối với các ứng dụng phần mềm hoặc các thiết bị nhúng, bạn có thể sử dụng các thư viện MQTT có sẵn để dễ dàng tích hợp giao thức này vào mã nguồn của mình. Các thư viện MQTT phổ biến bao gồm Paho MQTT (cho nhiều ngôn ngữ lập trình như Python, Java, JavaScript, C++, và C#) và MQTT.js (cho Node.js).

Đảm bảo bạn hiểu các yêu cầu và sẵn sàng triển khai các thành phần cần thiết trước khi bắt đầu sử dụng MQTT trong dự án của mình.

5. Nguồn tài liệu và thông tin chính thức của MTTQ

Để tìm nguồn tài liệu và thông tin chính thức về giao thức MQTT, bạn có thể tham khảo các nguồn sau:

1. Trang chủ MQTT.org: Trang web chính thức của giao thức MQTT cung cấp thông tin chi tiết về giao thức, tài liệu hướng dẫn, bản mô tả kỹ thuật (specification) và các nguồn tài liệu hữu ích khác. Truy cập tại: MQTT.org.
2. OASIS MQTT Technical Committee: MQTT đã trở thành một tiêu chuẩn của tổ chức OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards). Trang web này cung cấp các tài liệu liên quan đến tiêu chuẩn MQTT, bao gồm cả phiên bản MQTT v5.0. Truy cập tại: OASIS MQTT Technical Committee.
3. Bản mô tả kỹ thuật MQTT: Bản mô tả kỹ thuật của MQTT là tài liệu chính thức mô tả các khía cạnh kỹ thuật của giao thức, bao gồm cú pháp, quy tắc, mã lỗi và nhiều hơn nữa. Bạn có thể tìm thấy bản mô tả kỹ thuật MQTT trên trang web MQTT.org hoặc trên trang web của OASIS.
4. Thư viện Paho MQTT: Thư viện Paho MQTT cung cấp các thư viện MQTT cho nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau, bao gồm Python, Java, JavaScript, C++, và C#. Trong tài liệu của Paho MQTT, bạn có thể tìm thấy hướng dẫn sử dụng, ví dụ mã, và các tài liệu hữu ích khác. Truy cập tại: Paho MQTT.

Những nguồn tài liệu này cung cấp thông tin chính thức và chi tiết về giao thức MQTT, và sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cách sử dụng và triển khai MQTT trong dự án của mình.

Nguyễn Tuấn Minh

Xin chào,

99,99% bài viết tại website là kết quả của khai thác dữ liệu từ AI ChatGPT sau đó được lựa chọn, biên tập lại nội dung, chỉ vài bài là không dùng AI. Nội dung thể hiện ý chí cá nhân về các vấn đề, giải pháp. Tôi lưu tại website này để học, tra cứu và chia sẻ.

Các bạn có thể tải app của tôi trên App Store hoặc Google Play:

QuestionBank-Ôn thi vào 10: phiên bản iOS, phiên bản Android
TypingTest by QuestionBank: phiên bản iOS, phiên bản Android

Xin cảm ơn,

Minh