Tuya MQTT 标准协议

TuyaLink 协议是涂鸦 IoT 开发平台面向物联网开发领域设计的一种数据交换规范，数据格式为 JSON，主要用于设备端和涂鸦 IoT 开发平台的双向通信，更便捷地实现了设备端和平台之间的业务数据交互。

设备的通信方式也是多种多样的。无线通信方式有蓝牙 LE、Zigbee、蓝牙 Mesh、433 协议，有线通信方式有 RS-485、RS-232、以太网以及各种工业协议等。但通信只是建立一个数据通道，要想真正运作起来，还需要了解数据包格式协议。数据协议包括 OCPP、Modbus、工业标准协议和其他自定义协议等。

本文介绍的 Tuya MQTT 标准协议是其中一种协议，也是涂鸦物联网平台最底层的基础通讯协议。开发者可根据协议完全自主地进行嵌入式开发，该协议可支持所有设备的集成。

了解设备形态

直连设备

对于不需要其他设备中转、能直接通过网络连接到云平台的设备，我们把它们叫做直连设备。任何有能力通过 Wi-Fi、以太网、蜂窝网络等，直接连上云平台的设备都是直连设备。

网关

网关的定义比较宽泛，可以是一种物理设备，也可以理解为一种能力。它也属于直连设备，广义上说，只要具备与其子设备进行通信并中转的能力，就是网关。比如，我们生活中熟知的智能音箱、电视机、插座等等都可以作为网关。

边缘网关

在一般的网关基础上，有一类具备更强的计算能力，能在边缘侧完成一部分计算能力，比如本地数据分析和统计、数据缓存、本地联动等等，业内统称为边缘网关。

网关子设备

有些设备能力受限，不具备连接云端能力，需要通过网关中转才能连接云平台，这类设备统称为子设备。常见的网关子设备有 Zigbee 设备和蓝牙设备等。

什么是 MQTT？

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议）是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的 轻量级 通讯协议。它工作在 TCP/IP 协议族上，由 IBM 在 1999 年发布。

MQTT 是一个基于客户端-服务器的简单的消息传递协议，支持 QoS，设计轻量且省带宽，与数据无关（不关心 Payload 数据格式），支持持续地会话感知能力，设计用于具有低带宽的受限设备。

设备可作为客户端的形式通过 MQTT 协议来发布和订阅消息，从而实现设备的数据上报和实时控制。目前，MQTT 协议已广泛应用于物联网领域，一定程度上成为了物联网通讯协议的代名词。

MQTT 数据交互机制

对 MQTT 的支持情况

• 消息服务质量 QoS（Quality of Service）：发布消息的服务质量，即：保证消息传递的次数。支持 QoS 0 和 QoS 1，但是不支持 QoS 2。

  质量等级	含义	是否支持
  QoS 0	消息最多传递 1 次，如果当时客户端不可用，则会丢失该消息。	是
  QoS 1（推荐）	消息传递至少 1 次。	是
  QoS 2	消息仅传送 1 次。	否

• MQTT 版本主要有三个，分别是 MQTT 3.1、MQTT 3.1.1 和 MQTT 5。目前，物联网环境中使用最多的是 MQTT 3.1.1 协议。涂鸦平台支持 MQTT 3.1.1，暂不支持 MQTT 5。

MQTT 接入点

涂鸦 IoT 开发平台支持全球多个区域的设备接入，故需要根据设备实际使用的区域，来选择对应的接入点。

全球 6 大区 MQTT 接入点如下：

区域	MQTT 接入域名	端口号
中国数据中心	m1.tuyacn.com	8883
中欧数据中心	m1.tuyaeu.com	8883
美西数据中心	m1.tuyaus.com	8883
美东数据中心	m1-ueaz.tuyaus.com	8883
西欧数据中心	m1-weaz.tuyaeu.com	8883
印度数据中心	m1.tuyain.com	8883

设备身份认证

我们在快速入门提供了一个简单的设备接入和控制例子。如果您还没阅读，强烈建议您先了解一下。具体详情，请参考 快速入门。

设备身份验证指在设备向云平台发起 MQTT 连接请求时，设备需要携带自身的身份信息，云平台会对这些信息进行验证。如果验证不通过，云平台会拒绝本次连接。这个验证过程就是设备身份认证。

直连设备认证

一机一密认证

一机一密认证是预先为每个设备烧录其唯一的设备证书（即 ProductID、DeviceID 和 DeviceSecret）。当设备与云平台建立连接时，云平台对其携带的设备证书信息进行加密计算，最后使用 username/password 的方式认证。

在快速入门里，已经介绍了如何在平台上注册一个设备。

在 激活验证 页面得到三个重要信息，即设备证书，如下所示：

参数名称	参数说明
ProductID	产品的信息
DeviceID	设备的身份信息，用于连接云端授权和通信使用
DeviceSecret	设备的密码信息，用于连接云端授权使用

username 和 password 的计算规则如下：

参数名称	参数说明	示例
user name	${DeviceID}|signMethod=hmacSha256,timestamp=${当前 10 位时间戳},secureMode=1,accessType=1;	例如：6c828cba434ff40c074wF2|signMethod=hmacSha256,timestamp=1607837283,secureMode=1,accessType=1
password	hmacSha256(content, DeviceSecret)， content 的格式：deviceId=${DeviceID},timestamp=${当前 10 位时间戳},secureMode=1,accessType=1 需要按照 deviceId,timestamp,secureMode,accessType 这个顺序组装明文内容。 64 位字符的 16 进制数，不足 64位时前面需要补零。	content 例如：“deviceId=6c828cba434ff40c074wF2,timestamp=1607635284,secureMode=1,accessType=1”  DeviceSecret 例如：ffad8eb66ae8c717  password 例如：9088f1608df4744e2a933ff905ffdde58dc7213510f25ad786a89896a5ea1104

在使用一机一密普通认证时，建议开启自动重连。网络抖动会导致设备断开连接，当网络恢复时，无需人工干预，设备可自动恢复连接。

X.509 证书认证

功能暂未对外开放，若需要可提交技术工单咨询。

一型一密认证

功能暂未对外开放，若需要可提交技术工单咨询。

网关子设备认证

结合上文介绍，网关子设备主要是依赖于网关的连接机制。网关自身是一个直连设备，其接入方式与普通直连设备没有差别，所以本章节是在网关接入的前提下，介绍子设备的认证方式。

网关可以是一种设备，也可能是一种功能。现实生活中，既有一类网关设备，其除了作为中转没有其他功能，也有网关是智能音箱、电视机，甚至插座都可以具备网关能力。

网关的通信特点是具备两个方向的通信能力：

• 向上和云平台通信，可以直连云平台。
• 向下和子设备通信，可以和子设备建立通信链路，理解子设备的协议并转换数据发送到云平台。

为了适配不同的使用场景，我们提供了三套子设备认证流程，详见 拓扑关系管理。

MQTT 保活

MQTT 保活或者 MQTT 心跳是指设备在一个心跳周期内向云端发送保活报文，云端依据此报文判断设备是否在线。

保活时间建议是 60 秒，不建议低于此值。从设备端发起的 CONNECT 报文开始计时，在收到 PING 消息时云端重置计时器。在超过 2.5 个心跳周期，云平台未收到消息，云平台会断开连接，设备此时是离线状态。

例如：设备设置的心跳周期是 60s，当设备断网 150s（60 × 2.5 = 150s）左右时，能观察到设备在云端是离线状态。

安全连接

为保证设备与云平台的通信安全性，需要使用 TLS 1.2 的方式建立连接。如果您使用 SDK 的方式接入，SDK 已经实现了 TLS 连接，您无需自己实现。需要指出的是，有些资源受限的设备，虽然有以太网能力，但是无法运行 TLS 套件，建议以子设备的形态接入。

如果您的设备环境比较复杂，SDK 无法满足，需要自己实现接入协议，您需要下载根证书。关于根证书的使用方法，请参考 C Demo 和 Java Demo。

设备通讯 MQTT 标准协议

以下为核心协议内容索引。完整内容概览，可查看 MQTT 主题概览。

功能	topic 及数据格式说明
消息通信	设备属性、动作与事件
设备接入	拓扑关系管理 子设备上下线
设备管理	固件升级 OTA
监控运维	远程配置