探索IIoT在自然环境中的应用MQTT协议与传感器的协同工作

探索IIoT在自然环境中的应用MQTT协议与传感器的协同工作

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的。

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、高效率且开放,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解决方案技术之一。在2013年IBM提交给OASIS规范委员会,并在2014年成为正式OASIS标准。这得益于其在工业领域广泛应用特别是在对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境中的使用。

MQTT客户端(包括发布者和订阅者)通过代理连接。一旦它们订阅了某个主题,如温度值,然后客户端向代理发送数据,而代理则将这些信息发送到所有符合该主题条件的地方。这一拓扑结构的一个显著优势就是解耦发布者与订阅者的关系,只需要建立连接而不必大量地进行直接通信。

主要特征

1:主题

每条消息都包含一个主题及其有效载荷及头部信息。此外,还可以有多层级或占位符来进一步细化过滤规则。

2:服务质量

通过服务质量等级保证消息可靠传输,其中QoS 2提供高服务质量,但需要更多确认机制。

3:会话感知

保持连接消息以确认有效性的连续链接,并提供“遗嘱”以通知其他客户端当离线时。

4:持久会话

存储已发出的未接收到的消息直到准备好接收方能获取,以确保即便在不稳定网络环境下也能够无误传递数据。

实时性能:

理论上,在没有延迟的情况下实现近乎实时响应满足快速处理需求。

安全性:

从初始化阶段开始就有用户名密码身份验证机制,同时引入如质询响应认证增强了安全性,从5版本起还增加了令牌传输功能。

适用场景:

由于其简单紧凑设计,对于需要低功耗、高效率解决方案的情境尤为合适,如车联网、军事行业甚至无人机控制等众多领域皆展示出其强大的适应力与实用价值。

关于倍加福:

倍加福以德国曼海姆为总部,以持续不断对创新技术研发而闻名,为全球工厂自动化及过程行业客户提供丰富产品并致力于新旧应用结合,为迎接即将来临工业4.0挑战铺路。