前言:城市不再是钢筋水泥,而是“分布式系统”
最近几年,大家都在谈“智慧城市”。但在我们程序员眼里,所谓的“智慧城市”,本质上就是一个巨大的、高并发的、异构的、实时处理的超大规模分布式物联网系统。
路灯不再是简单的电路开关,而是消息队列里的一个节点;垃圾桶不再是静态容器,而是一个不断上报心跳包的传感器;交通拥堵也不再是交警的经验判断,而是 Flink 算子下流式计算出的热力图。
今天,我不聊那些高大上的宏观概念,我带大家从协议、架构、并发和实战代码的角度,拆解一下物联网(IoT)是如何构建起智慧城市“灵魂”的。
一、 智慧城市的“神经网络”:为什么 MQTT 成了标配?
在智慧城市这种千万级连接的场景下,如果我们还用传统的 HTTP Restful 接口去拉取传感器数据,那服务器估计早就炸了。
1.1 协议选型的技术博弈
在构建智慧水务或智能路灯系统时,我们通常面临三种选择:
- HTTP/HTTPS: overhead 太重,Header 甚至比 Payload 还大,且无法维持长连接。
- CoAP: 基于 UDP,适合资源极其受限的终端,但丢包处理麻烦。
- MQTT (Message Queuing Telemetry Transport):这是目前智慧城市的事实标准。它基于发布/订阅模型,极简的报头(最低 2 字节),心跳机制(Keep Alive)非常适合弱网环境。
1.2 技术深度:QoS 到底怎么选?
在智慧城市项目中,QoS(服务质量)的配置是性能调优的关键:
- QoS 0 (最多一次): 用于