Nghiên cứu và thử nghiệm giao thức MQTT trong IoT

Trong những năm gần đây một khái niệm mới trong ngành công nghệ được nhắc đến nhiều đó là "Internet of Things". Khái niệm Internet of Things được thực sự đưa ra vào năm 1999, khi mà người ta bắt đầu nhìn nhận được tiềm năng của xu hướng này, lúc mà các rào cản giới hạn Internet, khoa học công nghệ dần được khai phá. Mặc dù khái niệm Internet of Things được đưa ra từ lâu nhưng trong những năm gần đây nó mới được nhiều doanh nghiệp cũng như các nhà khoa học để ý và phát triển mạnh mẽ.

Các thiết bị trong IoT là rất nhỏ, chúng chỉ trao đổi lượng thông tin nhỏ với nhau, tuy nhiên các giao thức truyền thống không phù hợp với sự giao tiếp IoT mà cần có các giao thức tối ưu dành riêng cho IoT. Nhận biết được tầm quan trọng của giao thức này trong sự phát triển một thế giới thông minh do vậy em đã chọn đồ án “Nghiên cứu và thử nghiệm giao thức MQTT trong hệ thống IoT” để tìm hiểu về giao thức MQTT và cách thức hoạt động của nó.

Đồ án này bao gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về đề tài. Nêu rõ lý do, mục đích lựa chọn đề tài, ý nghĩa của đề tài trong sự phát triển thế giới IoT. Trình bày về một số giao thức truyền thông thường được sử dụng.

Chương 2: Giao thức MQTT trong hệ thống IoT. Trình bày hiểu biết về thế giới IoT và các giao thức nền tảng được sử dụng. Đi sâu nghiên cứu và tìm hiểu về giao thức MQTT.

Chương 3: Thử nghiệm giao thức MQTT. Thử nghiệm truyền nhận dữ liệu bằng giao thức MQTT trên phần mềm Python.

NỘI DUNG:

LỜI MỞ ĐẦU III

TÓM TẮT ĐỒ ÁN IV

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU V

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VI

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT VII

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1

1.1. Giới thiệu về đề tài 1

1.1.1. Lý do chọn đề tài 1

1.1.2. Mục đích chọn đề tài 1

1.1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

1.1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 1

1.2. Một số giao thức sử dụng trong truyền thông 2

1.2.1. Mô hình TCP/IP 2

1.2.1.1. Kiến trúc TCP/IP 3

1.2.1.2. Quá trình truyền dữ liệu trong mô hình TCP/IP 8

1.2.3. Mô hình OSI 9

1.2.3.1. Kiến trúc và chức năng các lớp trong mô hình OSI 9

1.2.3.2. So sánh hai giao thức TCP/IP và OSI 12

1.2.4. Truyền thông Socket 13

1.2.4.1. Định nghĩa 13

1.2.4.2. Nguyên lý hoạt động 15

CHƯƠNG 2. GIAO THỨC MQTT TRONG HỆ THỐNG IOT 17

2.1. Hệ thống IoT (Internet of Things) 17

2.1.1. Định nghĩa 17

2.1.2. Kiến trúc tham chiếu 17

2.1.3. Phân loại thiết bị IoT và phương thức kết nối Internet 20

2.1.4. Các yêu cầu của kiến trúc tham chiếu cho IoT................ 21

2.2. Nền tảng truyền thông IoT 23

2.2.1. Giao thức Zigbee 24

2.2.2. Giao thức Bluetooth 27

2.2.3. Công nghệ Wifi 30

2.3. Giao thức MQTT 33

2.3.1. Định nghĩa 33

2.3.2. Các đặc trưng của giao thức 35

2.3.3. Định dạng của message 36

2.3.3.1. Message CONNECT – Client yêu cầu kết nối đến server 42

2.3.3.2. Message PUBLISH 46

2.3.3.3. Message SUBSCRIBE 47

2.3.4. Nguyên lý làm việc 49

2.3.5. Bảo mật trong MQTT 50

CHƯƠNG 3. THỬ NGHIỆM GIAO THỨC MQTT 53

3.1. Giới thiệu về hệ điều hành Linux 53

3.2. Hệ điều hành Ubuntu 54

3.3. Ngôn ngữ lập trình Python 56

3.4. Cấu trúc một số lệnh trong thư viện Python Client MQTT 58

3.5. Thử nghiệm truyền nhận dữ liệu MQTT trên Python 61

KẾT LUẬN 63

LINK DOWNLOAD