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探索IIoT在自然环境中的潜力深入理解MQTT通信协议与传感器技术的应用
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,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)是一个基于发布/订阅范式的消息协议,是ISO标准的一部分。这一轻量级、高效且易于实现的特点使其适用范围非常广泛。
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的技术解决方案。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。其普及得益于在工业领域广泛应用,以及对代码精简、开销减少和网络流量受限环境中的适用性能。
MQTT 的基本工作原理如下图所示:客户端(包括发布者和订阅者)连接到代理。一旦连接后,一些客户端通过订阅特定主题,而其他客户端则向代理发送数据,然后代理将这些消息发送给所有符合条件的人员。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,使得代理只需要负责信息从一个地方传递到另一个地方,而不需要建立大量直接联系。
MQTT 主要特征
1:主题
每条消息都包含一个主题,这是过滤消息以及决定哪些人可以接收它们的手段。
2:服务质量
通过服务质量等级来确保信息可靠地被传送。
3:会话感知
为了保持稳定的连接,有多种机制可以使用,其中包括定期发送保持连接消息,以确认有效性的连续存在。
4:持久会话
当建立了持续会话时,当某人离线时,将通知其他人们这一事实,这对于网络环境不稳定的情况尤其有用。
MQTT 的实时性能如何?
由于轻量级并且高效,在物联网领域展现出杰出的实时性能。在没有延迟的情况下,无论是在发布者与代理之间还是在订阅者与代理保持活跃连接的情况下,都能够实现几乎即刻或无延迟响应,从而满足快速处理数据需求的情形。
关于 MQTT 的安全措施?
从初始阶段开始,即便是在身份验证阶段,就提供了用户名密码认证机制。此外,从版本 5 开始,还引入了令牌传输密码字段,同时增加了质询响应认证等额外安全措施以增强通信安全性
MQ T 适用于哪些应用场景?
尽管拥有广泛应用范围,但特别适合于那些要求简单紧凑解决方案的地方,无论是在收集来自多个传感器数据,或向大量同类型传感器发送指令,或在低功耗内存需求极低环境中,都能够发挥作用。而车辆网路军事行动控制无人机控制等众多行业也发现其巨大的潜力,使得它成为一种令人信服选择
关于倍加福
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