如何通过传感器技术介绍来解锁IIoT潜力详述MQTT通信协议的运作
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、高效以及广泛适用范围而闻名。在1999年诞生以来,MQTT已经成为了石油管道带宽和电池能效监控问题的一种技术解决方案。此外,由于其在工业领域广泛应用特别是在对代码精简、开销减少和网络流量受限环境中得到了普及。
MQTT客户端(包括发布者和订阅者)通过连接到代理来实现工作原理。这意味着一些 MQTT 客户端通过订阅一个特定的主题,而其他客户端则作为发布者向代理发送数据,然后代理会将这些信息发送给所有已订阅该主题的小组成员。这一拓扑结构的一个显著优势在于它能够解耦发布者与订阅者的关系,使得它们可以独立地进行操作,无需建立大量直接连接。
MQTT 主要特点
1:主题
每条消息都包含一个主题,这是一个基础元素,它被用作过滤信息并由订阅者使用来确定他们感兴趣的问题。
2:服务质量
MQTT通过服务质量等级来确保消息传输可靠。QoS等级包括0(至多一次)、1(至少一次)以及2(仅一次),其中QoS 2提供了高水平服务质量,并需要更多确认机制。
3:会话感知
为了保持稳定连接,MQTT还提供了多种机制,如保持连接消息,以及“遗嘱”功能,以便当客户端离线时通知其他客户端。
4:持久会话
当代理与客户端之间建立了持久会话时,该代理存储所有未被接收到的消息直到对方准备好接收,这对于不稳定网络尤其有用,因为它保证了即使出现暂停也不会丢失任何信息。
关于实时性能
尽管具有轻量级设计,但由于不需要创建或维护复杂服务器状态表或数据库记录,从理论上讲,在没有延迟的情况下实现近乎实时响应成为可能。
关于安全性能
从最初建立连接开始,即身份验证就变得不可避免。自5.0版本起密码字段用于令牌传递,同时引入了质询响应认证等额外安全措施,以增强整个过程中的安全性。
最后,
MQTT因其简单、高效以及广泛适用的特点,在车联网、军事部门、大型企业资产管理系统以及无人机控制等多个行业中占据了一席之地。在面对即将到来的工业4.0挑战时,与倍加福合作,可以帮助您打造出更完善且灵活的手段以应对挑战,为您的业务创造价值。