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C#中MQTT的使用小结

作者：wangnaisheng

本文主要介绍了C#中MQTT的使用小结,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

一、MQTT：物联网通信协议

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是一种轻量级的通信协议，专为物联网(IoT)设计，作用是：

轻量级通信：协议头极小（固定头部仅2字节），适合低带宽、低功耗设备发布/订阅模式：设备无需直接通信，通过中间代理(Broker)传递消息多种QoS级别：支持QoS 0/1/2，确保消息可靠传递 适合场景：智能家居、工业自动化、车联网、智慧城市等物联网应用

典型应用：智能灯泡通过主题home/light/control接收开关指令，土壤传感器将湿度数据发布到farm/section1/moisture，灌溉系统订阅该主题并自动控制水泵。

1.1 核心模型：发布/订阅模式

MQTT的使用模型最核心的就是发布/订阅模式，它由三个关键角色组成：

1.2 工作流程（简单版）

1.3 详细工作流程

  1. 建立连接：客户端与代理(Broker)建立TCP连接（可选加密，端口1883或8883）
  2. 订阅主题：客户端向代理发送订阅请求，如home/light/control
  3. 发布消息：发布者向指定主题发布消息，如home/light/control，内容为{"status": "on"}
  4. 消息分发：代理将消息转发给所有订阅了该主题的客户端
  5. 接收消息：订阅者接收并处理消息

1.4 超轻量级（最突出的特点！）

二、基础使用示例

C#中主要用两个库：

  1. MQTTnet（推荐！）- 轻量级、功能全，最新版已经支持MQTT 5.0
  2. M2Mqtt - 老牌库，适合简单场景

小贴士：MQTTnet 4.3.7+版本是目前主流选择，功能更丰富，社区支持也更好

1.安装库（NuGet）

使用NuGet安装 Install-Package MQTTnet

2.简单客户端连接示例

using MQTTnet;
using MQTTnet.Client;
using MQTTnet.Client.Options;

// 创建MQTT工厂
var factory = new MqttFactory();

// 配置连接选项
var options = new MqttClientOptionsBuilder()
    .WithClientId("CSharpClient")
    .WithTcpServer("broker.hivemq.com", 1883) // 替换为你的MQTT服务器地址
    .WithCleanSession()
    .Build();

// 创建并连接客户端
var mqttClient = factory.CreateMqttClient();
var connectResult = await mqttClient.ConnectAsync(options);

if (connectResult.ResultCode == MqttClientConnectResultCode.Success)
{
    Console.WriteLine("已成功连接到MQTT服务器！");
    
    // 发布消息
    var message = new MqttApplicationMessageBuilder()
        .WithTopic("test/topic")
        .WithPayload("Hello from C# MQTT!")
        .WithQualityOfServiceLevel(MqttQualityOfServiceLevel.AtLeastOnce) // QoS 1
        .Build();
        
    await mqttClient.PublishAsync(message);
    
    // 订阅主题
    await mqttClient.SubscribeAsync("test/topic");
    
    // 处理收到的消息
    mqttClient.ApplicationMessageReceivedAsync += (e) => 
    {
        Console.WriteLine($"收到消息: {Encoding.UTF8.GetString(e.ApplicationMessage.Payload)}");
        return Task.CompletedTask;
    };
}

3.断开重连机制（重要！）

在实际项目中会遇到网络波动问题，MQTTnet自带了重连机制：

// 配置自动重连
var options = new MqttClientOptionsBuilder()
    .WithClientId("CSharpClient")
    .WithTcpServer("your-broker-address", 1883)
    .WithKeepAlivePeriod(TimeSpan.FromSeconds(30))
    .WithConnectionRetryInterval(TimeSpan.FromSeconds(5)) // 重连间隔
    .Build();

// 连接时处理重连
mqttClient.ConnectAsync(options);
mqttClient.DisconnectedAsync += (e) => 
{
    Console.WriteLine("连接已断开，正在尝试重连...");
    return Task.CompletedTask;
};

三、QoS级别选择指南

选择QoS级别是MQTT使用中的关键决策：

在物联网场景中，QoS 1是最佳平衡点，既保证可靠性又不会过度消耗资源

四、实际应用场景

4.1 物联网数据上传

// 模拟传感器数据
var sensorData = new { Temperature = 25.5, Humidity = 60 };
var json = JsonConvert.SerializeObject(sensorData);

// 发布到MQTT
var message = new MqttApplicationMessageBuilder()
    .WithTopic("sensors/room1")
    .WithPayload(json)
    .WithQualityOfServiceLevel(MqttQualityOfServiceLevel.AtLeastOnce)
    .Build();
    
await mqttClient.PublishAsync(message);

4.2 MQTT到ModbusRTU数据转发（工业场景）

// 从MQTT接收数据，转发到Modbus设备
private void HandleReceivedMessage(MqttApplicationMessageReceivedEventArgs e)
{
    var payload = Encoding.UTF8.GetString(e.ApplicationMessage.Payload);
    
    // 解析数据并写入Modbus设备
    ModbusWriter.WriteToDevice(payload);
}

五、专业建议

try
{
    await mqttClient.ConnectAsync(options);
}
catch (Exception ex)
{
    // 记录错误并尝试重连
    Console.WriteLine($"连接失败: {ex.Message}");
}
.WithTls()
.WithTlsVersion(TlsVersion.Tls12)

安全性

资源与性能优化

六、与MQTT类似的协议对比

七、协议选择建议

  1. 如果你的设备资源极其有限（电池寿命要求高）→ 选CoAP
  2. 你需要高可靠性和复杂路由 → 选AMQP
  3. 你想要简单易用的文本协议 → 选STOMP
  4. 你需要实时交互和扩展性 → 选XMPP
  5. 你主要是管理设备 → 选LwM2M

到此这篇关于C#中MQTT的使用小结的文章就介绍到这了,更多相关C# MQTT使用内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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