IoT を使ってみる（その６：MQTTブローカー Mosquitto編）

前回記事でMQTTを紹介しました。
今回はMQTTブローカー「Mosquitto」について説明したいと思います。

MQTTはパブリッシュ/サブスクライブ(publish/subscribe)型のデータ配信モデル(以降、PUB/SUBモデルと略す)を採用したメッセージ通信プロトコルです。

PUB/SUBモデルは以下の３つの要素で構成されています。

• パブリッシャー(publisher): メッセージ送信側クライアント
• サブスクライバー(subscriber): メッセージ受信側クライアント
• ブローカー(broker): MQTT基地局としてのサーバ

MQTT通信構成図：

MQTTではブローカーがパブリッシャーとサブスクライバーの間に入ってメッセージを仲介します。
パブリッシャーとサブスクライバー同士が直接メッセージのやり取りをしないことが特徴です。
ブローカーは、どのIoTデバイスがどのメッセージを購読しているのかを判断し、メッセージのフィルタリングを行い、多対多の通信を行います。

「Mosquitto(Broker)」は上図のMQTTブローカーのオープンソース実装です。
PUB/SUB通信を行うクライアント部分の「Mosquitto Client」も提供されています。

クラウドで提供されるMQTTブローカーにはAWSのAmazon MQ（MQTT以外のプロトコルもサポートしている）などがありますが、Amazon MQを利用するにはAWSアカウントが必要であり、ちょっとMQTTを試したいと思っても敷居が高いのが難点です。

その点、MosquittoはPCやRaspberry PiなどのIoTデバイスにインストールでき、簡単にMQTTブローカー環境を構築できます。

Raspberry Pi(3B+)へMosquittoをインストールするは非常に簡単です。
以下のコマンドを実行してインストールします。

sudo apt-get install mosquitto

状態を確認するには、以下のコマンドを実行します。

sudo service mosquitto status

サービスの状態が次のように出力されればインストールは成功です。

MQTTクライアントもインストールしてみましょう

sudo apt-get install mosquitto-clients

MQTTクライアントでサブスクライブしてみます。
Raspberry Piのターミナルから以下のコマンドを実行します。

mosquitto_sub -h localhost -t topic

上記のコマンドの意味を以下に示します。

• mosquitto_sub：サブスクライブコマンド
• -h localhost：MQTTブローカーのホストに”localhost”を指定
• -t topic：サブスクライブするトピックに”topic”を指定

MQTTクライアントでパブリッシュしてみます。
Raspberry Piのターミナルから以下のコマンドを実行します。

mosquitto_pub -h localhost -t topic -m "hello! MQTT"

上記のコマンドの意味を以下に示します。

• mosquitto_pub：パブリッシュコマンド
• -h localhost：MQTTブローカーのホストに”localhost”を指定
• -t topic：パブリッシュするトピックに”topic”を指定
• m "hello! MQTT"：送信するメッセージに”hello! MQTT”を指定

メッセージをパブリッシュすると、サブスクライブしている側のターミナルに以下のメッセージが出力されました。

この連載で使用しているIoTデバイスの ESP32 LOLIN D32 と、もう一台のデバイス ESP32 DevKitc V4 から同一トピックにメッセージを送信し、Mosquittoクライアントでメッセージを受信してみます。

送信している2台のIoTデバイス：

それぞれのIoTデバイスは次のメッセージを約1秒間隔で送信しています。

• ESP32 LOLIN D32： ”payload - ESP32 LOLIN D32”
• ESP32 Devkitc V4：”payload - ESP32 Devkitc V4”

サブスクライブしているターミナル上に、上記のメッセージが1秒毎で交互に受信されているのが確認できました。

MQTTブローカーのオープンソース実装である「Mosquitto」をご紹介しました。
MosquittoをRaspberry Piにインストールして、複数台のIoTデバイスからメッセージをパブリッシュし、Mosquittoクライアントでメッセージが受信できていることを確認しました。

IoTに関するチュートリアルや実践テクニックをまとめています。

IoT活用の参考になれば幸いです。