触摸传感器的智慧MQTT通信协议解开IIoT之谜

  • 科研进展
  • 2025年02月02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。 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

触摸传感器的智慧MQTT通信协议解开IIoT之谜

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。

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)是一种基于发布/订阅范式的消息协议,是ISO标准(ISO/IEC PRF 20922)的组成部分。由于其轻量级、高效率以及对代码精简要求低,它广泛应用于石油管道带宽监控及电池能效监控等领域。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。

MQTT主要特点

1:主题

主题是 MQTT 协议中的一个基础元素,每条消息都包含一个主题和有效载荷,以及头部信息。每个层级用斜杠“/”分隔,而且结构区分大小写。此外,还可以使用“+”表示单个层级占位符,如“home/+/data/temperature”,而“#”则表示多层级占位符,如“home/sensor1/#”。

2:服务质量

通过服务质量等级来确保消息传输可靠性的 MQTT 协议提供了 QoS 等级,其中 QoS 2 提供高服务质量,但需要更多确认措施进行实施。

3:会话感知

为了保证代理与客户端之间连接稳定,MQTT 提供了多种机制。这包括保持连接消息,以便客户端定期确认有效连接。此外,当客户端离线时,可以发送遗嘱信息通知其他客户端。

4:持久会话

当代理与订阅者建立持久会话时,它们会存储未接收到确认或超时之前发送的一切消息。这一特性对于网络环境不稳定的情况尤其有用,以确保消息传递可靠无误。

QQQ实时性能如何?

虽然 MQTT 在实现近乎实时响应方面表现出色,但实际上还取决于发布者与代理间无延迟的情况,以及订阅者保持活跃状态。如果这些条件得到满足,那么理论上能够实现快速数据处理需求所需的大致实时性能。

安全性方面,

从初始化阶段开始,即通过用户名和密码验证身份认证自此起步。在 MQTT 5 版本中,又引入了令牌传输密码字段,并增加了质询响应认证等额外安全机制,以增强通信安全度。

关于倍加福:

倍加福以德国曼海姆为总部,其持续不断地研发创新技术,为全球工厂自动化及过程行业提供丰富产品,同时推进前瞻技术开发,为迎接即将到来的工业4.0挑战铺平道路。

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