实验三：基于物联网通信协议的船舶AIS数据传输

模拟一个物联网数据采集与传输场景：

1.实验资源下载

AIS数据处理库：

包名： pyais

功能：支持AIVDM/AIVDO消息解码，支持单条消息、文件、TCP/UDP套接字接收与解码

安装： pip install pyais

AIS数据源：

机构：挪威海岸管理局（Norwegian Coastal Administration）

协议： TCP/IP 套接字访问

特点：免费、无需注册、实时数据流

编码标准： IEC 62320-1

地址/端口：需查阅官方文档（示例代码中隐含）

2.test部分

第一步：获取实时AIS数据

安装pyais库

运行示例代码（来自pyais官方示例），建立TCP连接接收挪威海岸管理局的实时AIS数据流

验证数据接收与解码是否正常

3.public部分

第二步：搭建MQTT通信环境

安装paho-mqtt库

编写简单MQTT发布者与订阅者示例代码：

发布者：向指定topic推送消息

订阅者：从相同topic接收消息

使用免费公共Broker测试通信是否正常

4.联动部分

第三步：结合AIS数据与MQTT实现中继

修改AIS数据接收代码，将接收到的每条AIS消息作为MQTT payload

设置自定义topic名称（避免与其他用户冲突）

在发布者代码中添加适度延迟（如time.sleep()）以避免免费Broker丢包

运行订阅者代码，验证是否能接收到中继的AIS数据

可优化订阅者为单次运行模式，避免Broker性能问题导致消息堆积

三．实验总结：

本次实验成功实现了从挪威海岸管理局获取实时AIS数据，并通过MQTT协议进行数据中继。实验者掌握了：

使用pyais库接收与解码AIS数据

使用paho-mqtt库建立MQTT发布-订阅通信

将AIS数据流与MQTT结合，实现从TCP点对点传输到发布-订阅模式的转换

了解了免费公共Broker的性能限制及优化方法

该实验为构建基于AIS的船联网数据中继系统奠定了基础，适合进一步扩展为多用户、高可靠性的船舶数据分发平台。