如何利用传感器的种类探索IIoT技术中的MQTT通信协议
在工业4.0、物联网(IIoT)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。设备之间将实现无缝互联,通过数据交换构建智能网络。为构建这种网络,设备必须具备IIoT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。此外,确保通信安全也是至关重要的。
倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API四种基于TCP的通信协议。本期内容中,我们将探索MQTT通信协议及其如何为智能网络提供强大支持,并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)是一种基于发布/订阅范式的消息协议,它以ISO标准形式存在。由于其轻量级、高效且易于实现,MQTT适用范围非常广泛。
自1999年诞生以来,MQTT已经成为石油管道带宽和电池能效监控问题的一种技术解决方案。在2013年由IBM提交给OASIS规范委员会,并在2014年成为正式OASIS标准之一。
MQTT在工业领域得到了广泛应用,尤其是在对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境中的使用中。其基本工作原理如下:客户端(包括发布者和订阅者)连接到代理。一旦客户端订阅了某个主题,如温度值,那么当代理接收到相关数据时,就会将这些信息发送给所有已订阅该主题的客户端。这一拓扑结构使得发布者与订阅者的解耦更加高效,无需建立大量连接就可以实现信息传递。
MQTT 主要特性
主题
每条消息都包含一个主题,这个主题是代理过滤消息以及订阅者的依据。
服务质量
通过服务质量等级来确保消息传输的可靠度。
会话感知
提供多种机制来保持代理与发布者/订阅者的连接稳定。
持久会话
存储未被处理完毕的消息,以便当接受方准备好接收时进行传送。
关于实时性能与安全性的讨论:
实时性能方面,虽然理论上可以达到近乎实时,但实际情况可能因环境而异。
安全方面,从连接初始化阶段开始即有用户名密码验证机制,并且从版本5起增加了令牌传输及其他额外安全措施,对提升通信安全具有积极作用。
最后,不论是在车联网、军事应用还是工业设备或无人机控制领域,都能够利用MQTT展示出其强大的适应能力和实用价值。倍加福作为未来自动化驱动者的创新者,为全球工厂自动化及过程行业提供丰富产品,同时致力于开发前瞻技术,为迎接即将到来的工业4.0挑战做好了准备。