20、IoT在城市农业与健康监测中的应用

IoT在城市农业与健康监测中的应用

1. MQTT协议与JSON数据格式

1.1 MQTT协议概述

MQTT是一种为嵌入式系统和移动设备等资源有限的低功耗设备设计的轻量级协议。它在低带宽、高延迟和不可靠的网络中表现出色，能够确保节点与服务器之间消息的传递，是一种基于消息的信息传输协议，非常适合能力和资源有限的物联网设备。

MQTT连接涉及两个主体：MQTT代理和MQTT客户端。连接到网络并通过MQTT交换消息的设备称为MQTT客户端，它可以是订阅者或发布者。发布者以消息的形式发布信息，订阅者请求这些消息。MQTT代理是连接MQTT客户端的设备或程序。像连接到各种传感器或执行器的微控制器或微处理器等设备通常是MQTT客户端。当客户端要向节点发送消息时，它将数据转发给MQTT代理，代理负责组织和过滤数据，并将客户端发布的数据转发给订阅该数据的其他节点。

1.2 JSON数据格式

MQTT协议作为连接客户端的中间件，需要一种格式化语言来实现客户端之间的通信。JSON是广泛用于信息交换的语言之一。以下是一个JSON格式的示例：

{"setup":{"sensors":{"ph":7.24,"temp":28.86,"hm":96,"c":10},  
"actuator":{"pM1":120,"pM2":200,"pM3":96,"relay":1}}

在这个示例中，描述了一个包含两个子节点的完整设置：传感器节点和执行器节点。传感器节点与连接到该节点的传感器（如pH值、温度、湿度和土壤湿度传感器）进行通信，执行器节点则连接到