探索IIoT力量MQTT通信协议与自然环境中的传感器图片

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在工业4.0、物联网(IIoT)、智能工厂和智能设备等前沿概念的推动下,我们正迈向一个全新的自动化未来。设备之间将互联互通,每个节点相互连接,交换数据。为构建智能网络,设备必需具备IIoT的关键特性:标准化、可扩展性、与IT和OT系统的兼容性,以及互操作性。同时,确保通信的安全性也是至关重要。

倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API的四种基于TCP的通信协议。本期内容中,我们将首先探索MQTT通信协议,了解它是如何为智能网络提供强大支持,并适用于哪些不同应用场景。

什么是MQTT?

它如何工作?

MQTT(消息队列遥测传输)是一种ISO标准(ISO/IEC PRF 20922)下的基于发布/订阅范式的消息协议。由于其轻量级、高效以及易于实现,这些特点使得它适用范围非常广泛。

自1999年诞生以来,MQTT作为石油管道带宽和电池能效监控问题技术解决方案。在2013年由IBM提交给OASIS规范委员会,并在2014年成为正式OASIS标准。

MQTT普及得益于其在工业领域广泛应用尤其是在对代码精简开销减少和网络流量受限环境中。此外,它还常被用于自然环境中的传感器图片展示,如森林健康监测或气候变化研究等场景,以此来增强我们的理解并保护地球资源。

基本工作原理如下图所示:客户端通过订阅一个特定主题,而然后发送数据到代理,然后代理再发送这条信息到所有订阅了该主题的客户端。这一拓扑结构的一个显著优势就是发布者与订阅者的解耦,让它们可以独立运作而不需要建立大量直接连接,从而提高了系统整体性能。

主要特性

1: 主题

每条消息都包含一个主题、一份有效载荷以及头部信息。主题是代理过滤消息使用依据,也是订阅者决定是否接收新信息源泉的一部分。

2: 服务质量

通过服务质量等级来确保消息可靠传输,QoS等级包括0(至多一次)、1(至少一次)和2(仅一次),其中QoS 2提供高级别服务质量。

3: 会话感知

为了保持稳定的连接机制,有两种方式:保持连接消息以确认有效性的连续发射,以及“遗嘱消息”功能,在离线时通知其他客户端。

4: 持久会话

当持久会话建立后,当代理与订阅者之间有存储未读取完毕的情况时,将继续保存这些未处理信息直至准备好从服务器获取,这对于不可预测网络状况更有帮助保证了实时性的传递过程。

实时性能如何?

理论上能够实现近乎实时响应,即便是在无延迟情况下,但仍然受到实际应用条件限制,比如维护良好的持续连接状态。

安全性能如何?

从初始阶段开始就涉及用户名密码身份验证,同时引入额外认证机制增强安全度,使得即便面临潜在威胁也能抵御成功攻击尝试。

适用场景:

除了车联网军事控制以及低功耗内存需求环境之外,在森林健康监测气候变化研究项目中使用Mqtt显示出其极佳表现,为我们提供了更多关于自然世界运行规律深入理解的手段

关于倍加福:

倍加福作为德国曼海姆总部设立公司,一直致力于研发创新技术,不断推动行业发展,为全球工厂自动化过程行业用户提供产品解决方案,无论是现代还是未来科技,都不断寻求最佳答案以迎接即将到来的挑战之一—工业4.0时代。在这个过程中,我们不仅要考虑过去现有的应用,更要思考那些将来可能出现的问题,以创造出更加完善且符合未来的解决方案。这正是我所追求的一切—自动化世界,是我生活目标!