揭秘传感器世界如何通过MQTT协议解锁IIoT的巨大潜力

  • 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

揭秘传感器世界如何通过MQTT协议解锁IIoT的巨大潜力

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)是一种基于发布/订阅范式的消息协议,它以其轻量级、高效率和广泛适用范围而闻名。自1999年诞生以来,这项技术已经被广泛应用于石油管道带宽监控以及电池能效监控等领域,并在2013年由IBM提交给OASIS规范委员会,最终在2014年成为正式标准之一。

MQTT 的普及得益于其在工业领域中的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。此外,其基本工作原理涉及客户端(包括发布者和订阅者)通过代理进行信息交换,而这些代理只负责将数据从一端传输到另一端,无需建立大量连接,这样的拓扑结构极大地提高了系统性能。

MQTT 主要特性

1:主题

每条消息都包含一个主题,这是一个基础元素,用来过滤消息并作为订阅者的依据。

2:服务质量

MQTT 通过服务质量等级来确保消息传输过程中的可靠程度,可以选择“至多一次”、“至少一次”或“仅一次”的QoS等级。

3:会话感知

为了保持稳定性的连接,一旦建立就需要定期发送保持连接信息,并且可以设置遗嘱信息,以便当客户端离线时通知其他客户端。

4:持久会话

当代理与订阅者之间建立了持久会话时,它们能够存储并延迟发送未读取数据,以确保即使在网络不稳定的情况下也能保证数据的一致接收。

MQTT 的实时性能如何?

尽管 MQTT 以其高效率著称,但实际上是否能够实现实时通信还取决于具体应用场景。在一些情况下,如无延迟发布与代理间以及活跃订阅者的连续有效状态下的情况下,理论上可以实现近乎实时响应,但这通常需要非常特别的情境条件才能达到最佳效果。

关于 MQTT 的安全机制:

除了提供用户名密码认证之外,从版本5开始引入了更多额外安全机制,如质询响应认证,为用户提供更加严格但灵活的手段保护敏感数据,使得整个通信过程更加隐私且防篡改。

最后,在车联网、大规模传感器集成项目甚至军事相关任务中,都有着丰富多彩且令人印象深刻的地使用案例证明了 MQTT 在各种复杂环境下的高适应能力与实用价值。而倍加福作为全球领先的事业伙伴,他们致力于利用创新技术帮助企业更好地面对即将到来的挑战,为自动化行业注入新鲜血液,同时不断推动科技进步,将我们引向一个更加智能化、高效化的人类社会。

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