[发明专利]一种基于MQTT多层级联的消息路由方法

说明书

本发明公开一种基于MQTT多层级联的消息路由方法。该方法包括基于MQTT的多网关组网；在基于MQTT多网关组网的基础上进行路由下行，由MQTT控制端发送的消息路由到家电设备；在基于MQTT多网关组网的基础上进行路由上行，家电设备的反馈消息路由到MQTT控制端。本发明改进MQTT协议的集中星型网络拓扑，支持多层级联的网关拓扑，支持多网关的连接组网和消息路由，解决当前智能家居多网关的连接、通信和管理问题，并支持家庭中根据自定义规则将家电设备划分于不同区域进行安全快捷的内网控制和小范围管理。

技术领域

本发明涉及智能家居通信技术领域，特别涉及一种基于MQTT多层级联的消息路由方法。

背景技术

智能家居网关能够将家庭电器设备通过有线方式、无线方式与它连接后通过一个统一的接口与外部网络进行通信，在智能家居中担任核心角色。但是目前智能家居方案存在诸多不足，一般家庭内部只部署一个网关，单网关所能提供的硬件接口有限，无线通信区域范围受限。虽然采用多网关的结构可以弥补物理距离和硬件资源不足的缺陷，但是多个网关之间的连接和管理是一大难题，所以较少被采用。

当前物联网存在很多传输协议，其中MQTT（Message Queuing TelemetryTransport，消息队列遥测传输）是由IBM公司开发，运行与TCP/IP之上、基于消息推送、可靠、稳健、开源的协议，在通用性、可扩展性、兼容性、耗能和流量等方面都有明显优势。但是当前基于MQTT协议的网络通信存在以下两个问题：由于MQTT通信多采用集中星型网络拓扑，在传统的MQTT远程控制中，家庭内的多个智能家居网关可以各自通过互联网和智能家居服务平台的MQTT Broker进行连接通信，这样对于一个家庭来说，多个网关，对外就存在着多个通信的接口，平台对同一家庭多个网关管理不方便，也对多个家庭的多个网关管理不便。另一个问题是当家庭内部存在多个网关时，用户需要访问不同的网关去控制不同区域内的家电设备。

针对当前智能家居方案的不足和MQTT协议通信的特点，本发明提出了一种基于MQTT多层级联的消息路由方法，改进MQTT协议的集中星型网络拓扑，支持多层级联的网关拓扑，使用多网关的智能家居方案，实现多网关之间的多层级联组网并进行消息路由。

发明内容

本发明的目的在于提供基于MQTT多层级联的消息路由方法，改进MQTT协议的集中星型网络拓扑，支持多层级联的网关拓扑，支持多网关的连接组网和消息路由，解决当前智能家居多网关的连接、通信和管理问题，并支持家庭中根据自定义规则将家电设备划分于不同区域进行安全快捷的内网控制和小范围管理。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种基于MQTT多层级联的消息路由方法，包括基于MQTT的多网关组网，路由下行和路由上行；

所述基于MQTT多网关组网将新网关添加到原有网络中，在新网关上添加新的家电设备，新网关与其他网关相连形成基于MQTT的多层级联的网络拓扑结构；

所述路由下行指由MQTT控制端发送的消息路由到家电设备，路由下行是在基于MQTT的多层级联的网络中查找网关的下级路由规则，并将消息转发至下级网关；

所述路由上行指家电设备的反馈消息路由到MQTT控制端，其中包括家电设备的反馈消息路由到所有MQTT控制端和家电设备的反馈消息路由到其中一个MQTT控制端。

进一步地，所述的方法包括如下步骤：

步骤一、基于MQTT的多网关组网。

步骤二、在基于MQTT多网关组网的基础上进行路由下行，由MQTT控制端发送的消息路由到家电设备。

步骤三、在基于MQTT多网关组网的基础上进行路由上行，家电设备的反馈消息路由到MQTT控制端。

上述步骤一中基于MQTT的多网关组网包括下述步骤：