人物解锁IIoT潜力深入探究MQTT通信协议与传感器的定义与作用
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、开放并易于实现,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广泛应用尤其是在对代码精简开销减少和网络流量受限环境中。在以下图所示方式工作:客户端(包括发布者与订阅者)连接到代理。一部分 MQTT 客户端通过订阅一个特定主题,如温度值,而 MQTT 客户端(发布者)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一切 MQTT 客户端。这一拓扑结构中的显著优势在于发布者的解耦,无需建立大量连接即可进行信息传递。
MQQQ 主要特征
1: 主题
每条消息都包含一个主题、一份有效载荷以及头部信息。这个主体被用来过滤消息,并决定了哪个客户端可以收到这些信息。
2: 服务质量
通过服务质量等级来确保消息传输可靠度QoS 等级包括0 (至多一次)、1 (至少一次) 和2 (仅一次),其中 QoS 2 提供高级别服务质量,但需要更多确认机制。
3: 会话感知
保持连接状态以确保稳定链接。此外,当客户端离线时,将“遗嘱”通知其他客户端。
4: 持久会话
当代理与订阅者之间建立持久会话,它们存储已发送但未接收到的信息直至准备好接收,即使在网络不稳定的条件下也能保证信息传递完整无误。
MQQQ 实时性能如何?
理论上,在没有延迟的情况下能够实现实时响应满足快速数据处理需求。
MQQQ 安全机制:
从初始阶段就提供用户名密码验证,同时引入质询响应认证等额外安全措施增强了通信安全性。
MQQQ 适用的场景:
特别适合需要简单紧凑解决方案的地方,无论是从多个传感器收集数据还是向大量同类型传感器发送命令,或是在低功耗内存需求严格限制的情况下都能发挥作用。在车联网军事工业设备网络无人机控制等多个领域有着广泛应用展示出强大的适应力实用价值。
关于倍加福:
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