Tuya MQTT 标准协议

TuyaLink 协议是涂鸦开发者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开发者平台的双向通信，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

涂鸦开发者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 1.5 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 90s（60 × 1.5 = 90s）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