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解锁IIoT自然传感器大全深入理解MQTT通信协议
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ISO 标准(ISO/IEC PRF 20922)下基于发布/订阅范式的消息协议。MQTT协议轻量级简单开放易于实现,这些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技术解决方案。2013年,IBM将其提交给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特别是在对代码精简开销减少并且网络流量受限环境中。此基础工作原理如下图所示: MQTT客户端(包括发布者和订阅者)连接到 MQTT代理。一旦 MQTT 客户端通过订阅一个特定主题,如图中的主题“温度值”,即可向代理发送数据,然后代理会将此消息发送给所有订阅该主题的客户端。这一拓扑结构最大的优势就是解耦了发布者与订阅者的关系,使得代理只负责将数据从一端传输到另一端,而不需要它们之间建立大量连接。
MQTTY 的工作原理——典型Y 的 MQTTY 应用
MQTT 主要特征
1: 主题
每条消息都包含一个主题以及有效载荷,以及头部信息。在这个过程中,可以使用斜杠来区分层级,比如“home/sensor1/data/temperature”。此外,还可以使用占位符如“+”或“#”来表示单个层级或多层级占位符。
2: 服务质量
通过服务质量等级来确保消息传输能够达到一定程度的手段QoS 等级包括0(至多一次)、1(至少一次)及2(仅一次),其中QoS 2 提供了高服务质量,但也需要更多确认机制。
3: 会话感知
为了保持稳定的连接状态,可以通过保持连续性的方式进行确认,同时还可以设置遗嘱信息以便离线时通知其他用户。
4: 持久会话
当建立持久会话时,将存储这些信息直到准备好接收,这对于环境不稳定的情况尤其有用,以保证数据的一致性传递。
实时性能方面:
理论上,在无延迟的情况下,即使有延迟但保持活跃连接状态,也能够实现近乎实时响应满足快速处理需求。
关于安全:
从初始化阶段开始就提供用户名密码身份验证,并引入令牌认证等额外机制增强了通信安全度,对于车联网军事工业设备网络无人机控制等领域都有着广泛应用展示出色适应能力与实用性。
关于倍加福:
倍加福–未来自动化驱动者创新者
以德国曼海姆为总部研发持续不断新技术,为全球工厂自动化过程行业客户提供丰富产品致力于传统及面向未来的应用推动前瞻技术开发迎接即将到来的工业4.0挑战铺路。