人物解锁IIoT潜力深入探究MQTT通信协议与传感器工作原理及应用
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的广泛应用,特别是在对代码精简、开销减少和网络流量受限的环境中。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。一些 MQTT 客户端通过订阅一个特定主题,而其他客户端则向代理发送数据,然后代理将此消息发送到所有订阅了该主题的人员或机器人。这一拓扑结构最大的优势就是发布者与订阅者的解耦,即使它们不直接相连,只要都通过同一代理即可有效地进行信息交换。
MQTTY 的主要特征
1:主题
每条信息都包含一个主题以及头部信息,它们是由代理来过滤并决定是否转发给那些已通过该主题进行过订阅的人或机器人的依据。
2:服务质量
为了确保消息传递过程中的可靠性,MQTTY 提供了三种不同的服务质量等级,即“至少一次”、“至多一次”以及“仅一次”,其中,“仅一次”的服务保证了更高的一致性的要求,并且需要更多确认步骤来确保这一点。
3:会话感知
为了保持稳定的连接状态, Mqtt 协议还提供了一系列措施,如定期维护连接状态以及当用户离线时通知他人,以便实现在任何情况下都能够接收到更新。
4:持久会话
这种模式允许接受方延迟接收数据,但这对于不能立即处理大量数据流动的情况尤为有用。
关于Mqtt 的实时性能如何?
Mqtt 通信具有极低延迟,因为发布者与代理之间无需建立复杂而耗时的手动握手过程。此外,当接受方持续保持活跃状态,与代理保持联系的时候,它可以几乎立刻响应并获取最新更新,从而满足快速反馈需求。
关于Mqtt 的安全方面:
从开始阶段就使用用户名密码验证身份,并引入了如令牌认证等额外安全机制以保护敏感数据不被未授权访问。在版本5中进一步增强了对攻击防御能力,对抗潜在威胁,如欺骗攻击或拒绝服务攻击,为整个系统增加了一层保护层次。
Mqtt 在哪里?
这个轻量级、高效且功能丰富的地球通讯工具已经被广泛应用于各种场合,无论是在车联网上追踪交通状况还是控制无人飞行器,或是在军事行动中传递紧急命令;甚至在工业自动化领域,在设备间共享生产线上的关键参数变化——所有这些都是 Mqtt 能够灵活应变的问题。如果你正在寻找一种既经济又高效能解决方案,那么 Mqtt 是你的最佳选择之一,不论你处于哪个行业,都可能发现 Mqtt 是完美契合自己的需求的一个工具集成项目中的不可或缺的一部分。
总结一下:
尽管我们生活在这样一个充满挑战但也充满希望的地方,但我们的世界仍然是一个高度自动化的地方。而倍加福正致力于开发出创新的产品,使得我们的目标变得更加清晰明朗—-这是我们共同努力方向!