传感器一般多少钱解锁IIoT潜力深入浅出了解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)是一个基于发布/订阅范式的消息协议,它轻量级、高效且易于实现,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的技术解决方案。2013年,IBM将其提交给OASIS规范委员会,并在2014年成为正式的OASIS标准。
MQTT普及得益于其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表现。其基本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。一旦某个 MQTT 客户端通过订阅一个特定主题,如“home/sensor1/data/temperature”,然后 MQTT 客户端(发布者)向代理发送数据,而代理则负责将此消息发送到所有订阅该主题的人或事物。这一拓扑结构最显著之处在于发布者与订阅者的解耦,即代理只负责从一方传递信息至另一方,无需建立大量直接连接。
MQTT 主要特性
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。在这个基础元素中,一条消息可以有多个层级,如 "home/sensor1/identification" 或 "home/sensor1/data/temperature" 等,每个层级由斜杠分隔,而且结构区分大小写。此外,还可以使用占位符如 "+" 或 "#" 来表示单独或多重层级,比如 "home/+/#" 可以接收 sensor1 发布的一切数据。
2: 服务质量
通过服务质量等级来确保消息传输可靠性的 QoS 等级包括 0(至少一次)、1(至少一次)及2(仅一次),其中QoS 2 提供了高服务质量需要更多确认措施进行实施。
3: 会话感知
为了保持稳定的连接机制,使客户端能够定期发送保持连接信号,以验证它们是否仍然活跃。此外,当初次建立会话时,可以提供遗嘱信息,以便当客户端离线时通知其他客户端。
4: 持久会话
当持久会话建立后,不论何时,当被动接受者的准备好接受时,该持久存储状态下的未读信息就会被服务器释放出来,从而保证了即使在不稳定的网络条件下也能保证数据完整性的流转。
实现实时性能
安全功能
适用场景
由于上述原因,在车联网、大型军事项目、小型无人机控制以及各种低功耗需求的小型传感器网等众多领域均展示出它极大的潜力与实用价值。
关于倍加福,
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