人物如何通过MQTT通信协议解锁IIoT潜力提升传感器应用实例效率

  • 科研动态
  • 2025年02月05日
  • 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

人物如何通过MQTT通信协议解锁IIoT潜力提升传感器应用实例效率

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广泛应用尤其是在对代码精简开销减少并且网络流量受限环境中。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。一旦客户端通过订阅一个特定主题,如温度值,就可以向代理发送数据,然后代理会将此消息发送到所有订阅了该主题客户端。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,不需要它们建立大量连接,只需通过代理进行信息交换即可满足需求。

MQTT 的主要特点

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,“home/sensor1/identification”包含三个层级,而“home/sensor1/data/temperature”则包含四个层级。

2:服务质量

为了保证信息传输的一致性,可以使用QoS等级中的0(至多一次)、1(至少一次)或2(仅一次)。

3:会话感知

为了保持稳定的连接状态,可以使用保持连接消息来确认有效性的连续交流。此外,还有遗嘱消息机制,当客户端离线时通知其他客户端。

4:持久会话

当两个实体建立持久会话时,它们能够存储信息直到对方准备好接收。这对于不稳定网络环境下的数据传递至关重要,从而确保了数据完整性的传递过程。

如何提升实时性能?

尽管以高效著称,但实际上,在某些情况下由于延迟可能影响性能。在这种情况下,如果从发布者直接发送,则理论上可以达到近乎实时响应,并且不会因为过度处理而产生额外延迟。但这取决于是否存在故障或者其他因素阻碍信号流动的情况。而如果有大量同时发起请求,那么可能导致一些延迟出现,因为服务器无法立即处理所有请求,这时候就需要考虑优化策略以提高速度,以便更快地获取结果,从而提升整个系统整体性能。

关于安全方面?

虽然是一个比较小巧但功能强大的工具,但也要注意安全问题,比如身份验证的问题。如果没有正确设置或者实施认证措施,那么任何人都能访问你的系统,这样的风险很大。而新版本5已经引入了一系列更好的安全措施,比如质询响应认证等,让你能够更好地保护你的资产免受未授权访问之害,同时也让你能够控制谁才能访问这些敏感资源,使得整个系统更加健壮无忧。

最后说一下 MQQQ 在哪里被用到的?

那么现在我们知道为什么很多公司选择使用这个技术,但是真正的问题是,在哪里具体可以看到这种技术正在被用于现实生活中呢?

答案很简单:

车辆联网 - 军事应用 - 工业自动化 - 无人机控制

总结来说,无论是在车辆间高速通信还是在军事情报共享;无论是在工厂生产线上的机械协同还是在无人机任务执行期间;MQQT 都是一种既经济又高效率的人才,是那些需要快速响应、高效管理复杂任务或跨越远距离的地方不可或缺的人物。

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