[發明專利]一種物聯網關中MQTT主題的快速匹配方法及系統

在審

• 申請號: 202010419171.3
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111651476A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 張強強;魏志強;宋憲明;姜善宸;賈東寧;桂琳
• 申請（專利權）人: 青島海洋科學與技術國家實驗室發展中心
• 主分類號: G06F16/245
• 分類號: G06F16/245;G06F16/22
• 代理公司: 青島聯信知識產權代理事務所(普通合伙) 37227
• 代理人: 潘晉祥

本發明提出一種物聯網關中MQTT主題的快速匹配方法及系統，屬于物聯網技術領域。本發明所提出的MQTT主題的快速匹配方法基于分層主題樹，通過將訂閱主題進行分層并作為key構成多層有序二叉樹從而形成分層主題樹，再將消息主題與和分層主題樹上的訂閱主題進行匹配達到MQTT主題快速匹配的效果。本發明還設計利用該方法實現一種MQTT主題的快速匹配系統。本發明的有益效果：相較于傳統字符串逐個比較的主題匹配方式，該發明提出的主題匹配方式能夠快速高效的進行MQTT主題匹配，簡化用戶程序，節省物聯網關的資源。

技術領域

本發明涉及物聯網技術領域，具體是涉及一種物聯網關中MQTT主題的快速匹配方法及系統。

背景技術

近幾年來，隨著物聯網技術的飛速發展，萬物互聯已經成為了一種趨勢。萬物互聯的關鍵是物聯網通信，而物聯網通信協議則是物聯網通信的基礎，在這其中又以MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息隊列遙測傳輸)協議最為流行。工作在TCP協議之上的基于發布/訂閱模式的MQTT協議在設計之初就充分考慮了控制器內存有限、網絡帶寬低以及網絡不可靠情況下的數據傳輸問題，是實現物聯網架構的理想選擇。

MQTT協議是基于主題(Topic)來進行訂閱和發布消息的。對于一個客戶端而言，當收到一個消息時首先要對消息主題和本設備訂閱主題進行匹配，匹配上了才會對消息進行處理。某些功能比較簡單的客戶端(如各種傳感器)通常只關心幾個主題，主題匹配采用簡單的字符串比較就可以。而物聯網關作為數據匯集的設備，通常會訂閱成千上萬的主題，并且受限于其緊缺的資源，繼續采用效率低下的字符串逐個比較方式無法滿足性能要求。另一方面，MQTT主題是以“/”為符號進行層級分隔的，并且還有“+”和“#”兩種通配符，傳統的哈希、樹等數據結構無法直接應用于主題匹配，需要針對MQTT主題特點設計出一種專門高效的主題匹配方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種物聯網關中MQTT主題的快速匹配方法及系統，能夠快速高效的進行MQTT主題匹配。

本發明提供一種物聯網關中MQTT主題的快速匹配方法，所述物聯網關中 MQTT主題的快速匹配方法是一種基于分層主題樹的方法，包括以下步驟：

S1：客戶端創建分層主題樹；

S2：客戶端獲得消息主題，根據主題層級分隔符“/”將消息主題分層并與分層主題樹匹配。

作為本發明的進一步優化，S1進一步包括：

S10、客戶端創建分層主題樹第一層樹根；

S11、客戶端在向MQTT broker訂閱一個MQTT主題時，根據主題層級分隔符“/”將訂閱主題分割成若干層，然后分別將每層主題添加到對應層次的主題樹中，若該主題此時不存在于相應層次的主題樹當中，則自動創建，如果是最后一層主題，該主題節點還負責匹配結果的輸出，需將主題回調函數同步保存到該節點。

作為本發明的進一步優化，S2進一步包括：

S20、客戶端等待消息到達，當有消息到達時，解析消息獲得消息主題，將消息主題分層并與分層主題樹進行匹配，若匹配成功，則直接執行該訂閱主題的主題回調函數，若匹配失敗，則丟棄該消息；

S21、本次匹配完成，繼續回到S20等待下一次匹配。

作為本發明的進一步優化，S11的具體步驟為：

S110、確定當前步驟的訂閱主題和當前樹根；

S111、查找訂閱主題中的第一個“/”，若找到，則“/”之前的部分即為該層要添加的層主題，執行S1110；若沒找到，則整個傳入的訂閱主題為該層要添加的層主題，執行S1111；