MQTT

MQTT – Nachrichtenprotokoll für IoT

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) ist ein leichtgewichtiges Nachrichtenprotokoll, das speziell für kleine Geräte und unzuverlässige Netzwerke entwickelt wurde – perfekt für IoT-Projekte auf dem Raspberry Pi.

💡 Kernprinzip von MQTT:

• Publisher-Subscriber-Modell: Statt direkte Kommunikation zwischen Geräten läuft alles über einen zentralen Broker.
• Effizienz: Minimaler Overhead, ideal für batteriebetriebene Sensoren oder langsame Netzwerke.

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🔧 Wie funktioniert MQTT?

MQTT nutzt ein einfaches, aber mächtiges Modell:

Komponente	Aufgabe
Broker	Zentraler Server, der Nachrichten vermittelt (z. B. Mosquitto).
Publisher	Geräte, die Nachrichten veröffentlichen (z. B. Sensoren).
Subscriber	Geräte, die Nachrichten abonnieren (z. B. Dashboards, Aktoren).
Topics	Themen, unter denen Nachrichten veröffentlicht werden (z. B. haus/wohnzimmer/temperatur).

💬 Beispiel:

Ein Temperatursensor veröffentlicht Daten unter dem Topic haus/wohnzimmer/temperatur. Ein Dashboard oder Lüftungssystem abonniert dieses Topic und erhält automatisch Updates.

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📶 Technische Details

MQTT arbeitet über TCP/IP und ist optimiert für geringe Bandbreite und Energieverbrauch:

Feature	Beschreibung
Minimale Header	Weniger Overhead als HTTP – ideal für IoT-Geräte.
Dienstgüte (QoS)	Drei Stufen für unterschiedliche Zuverlässigkeit.
TCP/IP-basiert	Funktioniert in jedem Netzwerk.

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🎯 QoS-Stufen (Quality of Service)

MQTT bietet drei Dienstgüte-Stufen für unterschiedliche Anforderungen:

QoS-Stufe	Beschreibung	Verwendung
QoS 0	Nachricht wird einmal gesendet – ohne Bestätigung.	Sensoren mit häufigen Updates (z. B. Temperatur).
QoS 1	Nachricht wird mindestens einmal zugestellt (mit Bestätigung).	Wichtige Daten, bei denen Verlust tolerierbar ist.
QoS 2	Nachricht wird genau einmal zugestellt – sicher, aber langsam.	Kritische Befehle (z. B. Alarmsysteme).

💡 Tipp:

Für die meisten IoT-Projekte reichen QoS 0 oder 1.

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🤝 Warum MQTT für DOITPi?

MQTT ist perfekt für DOITPi, weil es:

• Einfach auszuprobieren ist: Mit DOITPi kannst du in Minuten einen MQTT-Broker (Mosquitto) starten.
• Keine komplizierte Konfiguration erfordert.
• Ideal für Prototypen und Lehre ist, um IoT-Prinzipien zu verstehen.

💬 Beispielprojekt mit DOITPi:

1. Broker starten (z. B. Mosquitto):

   sudo systemctl start mosquitto

2. Sensor anbinden (z. B. ESP32 mit ESPHome):

   mqtt:
     broker: "192.168.1.100"  # IP deines DOITPi
     topic_prefix: "klassenraum"

3. Daten abonnieren (z. B. mit Node-RED oder Python-Skript).

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🚀 MQTT in der Praxis mit DOITPi

1. Mosquitto-Broker installieren

sudo apt update
sudo apt install mosquitto mosquitto-clients

2. Broker starten

sudo systemctl start mosquitto

3. Nachrichten testen

• Veröffentlichen (Publish):

  mosquitto_pub -h localhost -t "test/topic" -m "Hallo MQTT!"

• Abonnieren (Subscribe):

  mosquitto_sub -h localhost -t "test/topic"

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❓ Häufige Fragen zu MQTT

Frage	Antwort
Wofür steht MQTT?	Message Queuing Telemetry Transport – ein Protokoll für IoT-Kommunikation.
Brauche ich einen Broker?	Ja, der Broker ist der zentrale Knotenpunkt für alle Nachrichten.
Kann ich MQTT ohne Internet nutzen?	Ja! MQTT funktioniert auch lokal (z. B. im Schulnetzwerk).
Welche QoS-Stufe soll ich nutzen?	Für Sensoren: QoS 0 oder 1. Für kritische Befehle: QoS 2.

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📌 Nächste Schritte mit DOITPi

• MQTT-Grundlagen: Topics, QoS und Broker verstehen.
• Node-RED mit MQTT: Visuelle IoT-Workflows erstellen.
• ESPHome & MQTT: Mikrocontroller mit MQTT verbinden.
• Daten visualisieren: MQTT-Daten in Grafana anzeigen.

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💡 Warum MQTT mit DOITPi?

• Einfachheit: MQTT ist leichtgewichtig und perfekt für IoT-Projekte.
• Praktisch: Ideal für Schulprojekte, Prototypen und Experimente.
• Zukunftssicher: MQTT ist ein Standardprotokoll in der IoT-Welt!