探秘MQTT协议解开IIoT之谜感知日常的智能化变革

  • 科研进展
  • 2025年02月05日
  • 在工业4.0、物联网(IIoT)以及智能工厂和设备的前沿概念下,我们正迈向一个全新的自动化未来。设备将相互连接,交换数据,为构建智能网络提供关键特性:标准化、可扩展性、与IT和OT系统的兼容性,以及互操作性,并确保通信的安全性至关重要。 倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API等多种基于TCP的通信协议。本期内容中,我们将探索MQTT通信协议

探秘MQTT协议解开IIoT之谜感知日常的智能化变革

在工业4.0、物联网(IIoT)以及智能工厂和设备的前沿概念下,我们正迈向一个全新的自动化未来。设备将相互连接,交换数据,为构建智能网络提供关键特性:标准化、可扩展性、与IT和OT系统的兼容性,以及互操作性,并确保通信的安全性至关重要。

倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API等多种基于TCP的通信协议。本期内容中,我们将探索MQTT通信协议,了解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?

它是如何工作?

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,它轻量级、高效且开放,这些特点使其适用范围非常广泛。自1999年诞生以来,尤其是在石油管道带宽监控及电池能效监控技术解决方案中得到应用。2013年,由IBM提交给OASIS规范委员会,最终在2014年成为正式OASIS标准。

MQTT客户端通过订阅一个特定主题,如温度值,而代理则负责将这些消息发送到所有订阅者。这一拓扑结构优势在于发布者与订阅者的解耦,使得代理只需传输数据,不需要建立大量连接。

MQTT 主要特性

1:主题

每条消息包含一个主题、一段有效载荷以及头部信息。主题由斜杠“/”分隔,每个层级使用占位符“+”或“#”,以便灵活地过滤或匹配不同的数据类型。

2:服务质量

通过QoS等级来确保消息可靠传输,其中QoS 2提供高服务质量,需要更多确认和实施措施。

3:会话感知

保持连接消息和遗嘱消息确保了代理与发布者/订阅者之间稳定的连接。

4:持久会话

当代理与订阅者建立持久会话时,将存储直到准备好接收这份信息,从而保证了即使在不稳定的网络环境中也能够实现可靠传递。

实时性能方面,MQTT由于其轻量级设计,在物联网领域表现出色的实时性能。在无延迟情况下,即可以实现近乎实时响应满足快速处理需求。

安全性的提升开始于初始化阶段,对用户名密码进行身份验证,同时从MQTT5起引入如质询响应认证等额外机制增强了通信安全性。

适用于哪些应用场景?

MQTT广泛应用于车联网、军事、工业设备网络乃至无人机控制等多个领域,其适应能力及实用价值显著。在低功耗且内存需求极低的情境下,也能发挥作用,是一种简单紧凑解决方案,无论是从众多传感器收集还是向同类传感器发送信息都有优越之处。

关于倍加福—未来自动化驱动力创新者的故事

倍加福总部位于德国曼海姆,以持续对创新技术研发而闻名,为全球工厂自动化及过程行业客户提供丰富产品,与其他公司共同推进新兴技术发展,为迎接即将到来的工业4.0挑战铺平道路。

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