盡管現在云服務器已經比較成熟，比如阿里云或者騰訊云，但是，在物聯網領域的一些特定的工業應用場景下，用戶可能更希望能夠將數據傳輸到自己的服務器。這時候，MQTT的重要性就體現出來了。本文介紹在LoRaWAN組網網絡中，如何在自己的應用服務器上，通過MQTT訂閱來獲取到節點上報的數據。

希望了解沒有互聯網，如何本地獲取到LoRaWAN的終端數據的，可以參見文章《沒有互聯網，如何本地獲取到LoRaWAN的終端數據?》。希望了解樹莓派網關如何連接到阿里云的，可以參見文章《兩步走，讓自己的LoRaWAM網關與阿里云連線》、《電腦如何登錄樹莓派網關——手把手教你如何將樹莓派LoRaWAN網關連接到服務器之第一篇”，加超鏈接》。

一、LoRaWAN典型網絡結構

為了讓大家更清楚MQTT的具體位置，我們需要先對LoRaWAN組網的典型網絡結構進行介紹。

圖 1 LoRaWAN網絡結構

圖1是一個完整的LoRaWAN網絡結構。從圖1中我們很清楚的可以看到，一個完整的LoRaWAN網絡由以下三個角色組成：終端設備(End Nodes)，網關(Concentrator/Gateway)，NS服務器(Network Server)。雖然我們很清楚的知道了LoRaWAN網絡中的角色組成，但是各個角色的作用是什么，它們分別完成什么工作呢?

終端設備就是我們常說的節點。終端設備負責數據采集，將采集到的數據以無線信號的形式傳遞出去，這個數據是經過加密處理的。網關負責接收終端傳遞過來無線信號數據。因為終端對數據進行了加密，網關是無法知道接收到的數據內容。網關會將接收到的數據直接轉發給NS服務器。

NS服務器接收到網關轉發的數據，NS會根據數據中的身份信息使用對應的終端密鑰對數據進行解密，解密之后就得到了終端采集的數據信息。RAK的商業網關內部集成NS服務器，也就是說，RAK的商業網關既承擔網關角色又承擔的NS服務器角色。

二、MQTT功能簡述

那么，MQTT又是如何工作的呢?我們通過圖2來理解MQTT的工作原理。

圖 2 MQTT的工作原理

我們從字面意思上可以看出，發布者(Publisher)實際上就是負責發布信息，訂閱者(Subscriber)實際上負責收集發布者發布的信息。發布者應該將信息往哪里發布，訂閱者又需要到哪里訂閱信息呢?這個時候就需要MQTT Broker，它實際上就是一臺MQTT服務器。

我們可以將MQTT Broker理解為一個新聞發布的網站，發布者理解為新聞編輯人員或者新聞發布人員，將訂閱者理解為瀏覽、查看新聞的用戶。

三、在LoRaWAN網絡中，如何通過MQTT訂閱來獲取到LoRa節點的數據?我們已經清楚了LoRaWAN網絡的工作原理，我們也清楚了MQTT的工作原理，那么我們如何通過MQTT來獲取節點的數據呢?可以參見圖3。

圖 3 MQTT訂閱獲取LoRa節點的數據的原理圖

有些LoRaWAN網關僅僅是網關，但有些LoRaWAN網關內置服務器(NS)。比如，RAK瑞科慧聯的商業網關既是LoRaWAN網關的角色，又是NS的角色。對于這種類型的LoRaWAN網關而言，我們就可以按照圖3的方式來進行組網，構成LoRaWAN+MQTT的網絡組合。

在我們的LoRaWAN+MQTT的網絡組合中，NS是做為一個發布者，將接收到的LoRa節點數據發布到MQTT Broker上，用戶自己的應用程序只要做為訂閱者，就可以非常便捷的獲取到LoRa節點的數據信息了。

進一步的，我們還可以思考這個問題：在LoRaWAN網絡中，RAK瑞科慧聯的商業網關既是LoRaWAN網關的角色，又是NS的角色。那么在MQTT的網絡中，RAK瑞科慧聯的商業網關就只能是發布者的角色嗎?它能不能扮演MQTT Broker的角色呢?

RAK瑞科慧聯的商業網關內部集成一個MQTT Broker,也就是說，RAK瑞科慧聯的商業網關也能兼職MQTT Broker的角色。使用內部集成有MQTT Broker的LoRaWAN網關，比如RAK瑞科慧聯的商業網關，用戶無需其他部署，就能在用戶自己的應用服務器上通過MQTT訂閱到LoRa節點上報的數據信息了。

本文介紹了LoRaWAN網絡結構的基本概念，MQTT功能的基本工作原理，以及MQTT如何在LoRaWAN網絡的基礎上進行組網，從而在用戶自己的應用服務器上通過MQTT訂閱獲取到LoRa節點上報的數據信息。本文僅僅是介紹工作原理，具體如何通過MQTT獲取到LoRa節點的數據的應用實例，請期待我們的接下來的系列文章。

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