探索自然环境中的传感器技术解析MQTT协议在IIoT中的应用
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、简单、开放和易于实现,这些特点使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的技术解决方案。2013年,IBM将其提交给OASIS规范委员会,随后在2014年成为正式的OASIS标准。
MQTT 的普及得益于其在工业领域的广泛应用,特别是在对代码精简、开销减少和网络流量受限的环境中。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。一些 MQTT 客户端通过订阅一个特定主题,而 MQTT 客户端(发布者)向代理发送数据,然后代理将此消息发送到所有订阅了该主题的人。这一拓扑结构的一大优势在于发布者与订阅者的解耦,使得只需建立单个连接即可进行多次信息交换,无需每次都建立新的连接。
MQQQ 主要特性
1:主题
主题是 MQQQ 协议中的一个基础元素,每条消息都包含一个主题以及有效载荷,以及头部信息。在自然环境中的传感器技术中,如气象站或水质监测站,它们可以使用这种方法来共享数据,比如温度值或者湿度值,以便其他相关系统能够实时获取这些信息并做出反应。
2:服务质量
为了确保消息被成功传递并且没有丢失或重复收发,可以设置服务质量等级QoS。这对于需要高度准确性的应用尤为重要,如医疗健康监控系统。
3:会话感知
当涉及到远程控制或者实时更新,比如无人机控制或车辆导航,这种持久会话功能就显得尤为重要,因为它们需要持续接收最新状态以保持高效运行。
4:持久会话
这项功能对于那些可能因电力供应不稳定而暂停运作的情况下的传感器来说非常有用,可以保证即使在断电期间也能存储必要信息,并且一旦恢复供电,就能立即同步数据,从而不会错过任何关键事件。
MQQQ 的实时性能如何?
由于其设计目标是尽可能降低资源消耗,同时保持快速响应能力,所以 MQQQ 在处理大量数据输入时表现出了很好的实时性能。此外,在具有延迟要求较高的情境下,如天气预报模型更新,可以利用这个优点来提高决策速度。
QQ 的安全措施:
为了保护敏感信息不被未授权访问,该协议提供了身份验证机制,并且从版本5开始增加了一系列额外安全功能,如客户端认证令牌(CAT),以进一步增强通信过程中的隐私保护。
关于倍加福:
倍加福–未来自动化驱动者的创新者
倍加福总部设立于德国曼海姆,以持续不断对新兴技术进行研发,为全球工厂自动化及过程行业客户提供丰富多样的产品,将致力于传统工业自动化领域乃至面向未来的前瞻技术开发,为迎接即将到来的工业4.0挑战铺平道路。
自动化就是我们的世界,
完善解决方案,是我们追求之目标!