本赛项旨在推广基于MQTT协议的大规模物联网中间件系统（BifroMQ: https://github.com/bifromqio/bifromq）的应用实践，鼓励参赛者创新和深入挖掘MQTT协议的潜力，为物联网领域带来更加高效和灵活的消息处理解决方案。参赛队伍可以选择3个赛题中的任意一个，完成技术设计并将实现提交到对应的AtomGit代码仓库中。

1 赛题一：MQTT 服务间消息桥接系统

在当前快速发展的物联网领域，MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）作为一种轻量级的发布/订阅消息传输协议，在产业界已成为事实上的标准。然而，面临的挑战是，众多云厂商或商业用户提供的MQTT Broker服务通常缺乏相互桥接的能力，导致信息孤岛的形成。此外，随着大型语言模型（LLM）精度和推理能力的提升，将会出现越来越多通过LLM Agent反向控制智能设备的业务场景。这些新兴需求对物联网的联网和消息基础设施提出了更高的要求，使得单一的分布式MQTT集群无法满足更大规模设备连接的需求。

本赛题旨在应对以上挑战，分为两个主要任务：

1.1 任务一：设计并实现MQTT桥接系统

1.1.1 目标：创建一个能够在不同MQTT Broker之间进行消息传递的桥接系统，优化传输效率和安全性。

1.1.2 技术要求：利用MQTT协议的能力，实现跨MQTT Broker集群实例和跨MQTT实现的桥接转发。桥接系统应包含控制面和数据面。控制面可通过API形式实现，用于设定桥接规则；数据面则负责根据这些规则，将消息从一个MQTT集群订阅并转发到另一个MQTT集群，实现MQTT自治集群的拓扑网络构建。

1.2 任务二：实时监控与分析

1.2.1 聚焦于可观察性架构层面，主要目标是确保MQTT服务间消息桥接系统的可观察性、可集成性，并与第三方监控、告警系统或其他依赖系统运转指标输入的系统相结合。以下是具体的技术实现要求：

1.2.2 标准化的监控接口：

设计并实现标准化的监控接口，使系统能够与各种第三方监控和分析工具兼容。

这些接口应支持常见的数据格式和传输协议

1.2.3 集成与兼容性：

确保MQTT桥接系统能够轻松集成进现有的监控生态系统。

提供灵活的配置选项，以适应不同的第三方服务和平台。

1.2.4 定义服务级别指标：

定义系统的关键服务级别指标(Service Level Indicator)

2 赛题二：基于MQTT的规则引擎系统

2.1 此系统的核心目标是实现一个“实现中立”的物联网消息转发规则引擎。在架构设计上，系统需要与MQTT Broker保持松耦合的集成方式，充分利用MQTT协议本身的强大功能，实现与不同MQTT Broker之间的灵活对接。

2.2 要点概述：

2.2.1 系统架构与MQTT Broker松耦合：赛题要求参赛者设计的规则引擎系统不应过度依赖于特定的MQTT Broker实现。这意味着系统应能与各种MQTT Broker兼容，无论是商业产品还是开源项目。

2.2.2 依赖MQTT协议本身的能力：参赛者需要展示他们对MQTT协议的深入理解，通过利用MQTT协议的内在机制（如主题过滤、QoS等级、保留消息等）来实现消息的有效转发和处理。

2.2.3 物联网消息转发规则的实现：系统应能根据设定的规则，处理和转发来自物联网设备的消息。这些规则可能包括基于特定主题的消息转发、基于消息内容的处理逻辑等。

2.2.4 支持不同MQTT Broker的对接：考虑到物联网领域中MQTT Broker的多样性，参赛作品需能适应不同的Broker，实现高效的消息交换和规则执行。

2.3 赛题挑战：

2.3.1 设计一个高效、灵活的规则引擎，能够处理大量并发消息。

2.3.2 确保规则引擎的稳定性和可扩展性，适应不同规模的物联网应用场景。

2.3.3 实现对MQTT协议各项功能的深入利用，优化消息处理和转发效率。

3 赛题三：MQTT消息轨迹追踪

3.1 在基于MQTT协议的物联网应用开发中，消息链路问题常成为一个挑战性的话题。例如，开发者和使用者经常会遇到这样的问题：发布的消息为什么没有被成功接收？消息在哪个环节丢失了？丢失的原因是什么？针对这些问题，采用传统的方法进行排查往往效率低下，如同在大海中捞针，尤其是当物联网的消息吞吐量非常大时，记录每条消息的轨迹追踪可能会消耗大量的系统资源，反而影响系统的正常运行。

3.2 本赛题要求参赛者根据实际问题场景设计一套系统性的解决方案。这个方案应该包括问题的明确定义、细致拆解以及具体的解决方案。以下是赛题内容的详细要求：

3.2.1 问题定义：

明确地界定在MQTT消息传输过程中可能出现的各种问题，如消息丢失、延迟、错误的消息传递等。

分析这些问题产生的潜在原因，如网络问题、MQTT Broker故障、客户端错误等。

3.2.2 问题拆解：

对问题进行深入的分析和拆解，确定影响消息链路的关键因素。

提出可行的方法来检测和识别这些问题，例如通过日志分析、消息状态监控等。

3.2.3 系统性解决方案：

设计一种高效且资源节约的消息轨迹追踪系统，能够在不显著增加系统负担的情况下有效追踪消息。

解决方案应包括但不限于智能日志系统、动态追踪机制、异常检测算法等。

强调消息轨迹的可视化表示，以便于快速定位问题所在。

系统应能够根据实际情况动态调整追踪级别，例如在检测到异常时自动提高追踪精度。

大赛最终解释权归开放原子开源基金会及共建方所有。