探秘IIoT世界解密MQTT通信协议释放传感器之力

  • 天文科普
  • 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。设备间将实现互联互通,每个节点相互连接,交换数据。为了构建智能网络,设备必须具备IIoT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。确保通信安全也是至关重要。 倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API四种基于TCP的通信协议。本期内容中

探秘IIoT世界解密MQTT通信协议释放传感器之力

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。设备间将实现互联互通,每个节点相互连接,交换数据。为了构建智能网络,设备必须具备IIoT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。确保通信安全也是至关重要。

倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API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,并了解它如何为智能网络提供强大支持,以及适用于哪些不同应用场景。

什么是MQTT?

它又是如何工作?

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,它采用ISO标准。这一轻量级、高效且开放的设计使得其适用范围非常广泛。

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而存在。在2013年,IBM提交了该规范给OASIS规范委员会,而在2014年成为正式OASIS标准。

MQTT之所以流行,是因为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的使用。基本工作原理如下:客户端(包括发布者与订阅者)通过代理进行连接。一旦有客户端订阅特定主题,如温度值,那么发送到代理数据源的一方会被发送到所有已订阅此主题的客户端。此结构之所以有效,在于解耦了发布者与订阅者的关系,只需代理负责将信息从一处传递至另一处,而无需建立大量直接连接。

MQTT主要特点

主题 - 每条消息都包含一个或多个层级,以斜杠“/”分隔。

服务质量(QoS) - 通过QoS等级来确保消息可靠传输。

会话感知 - 提供多种机制保持稳定连接,如保持活跃状态及遗嘱消息。

持久会话 - 当代理与订阅者之间建立持久会话时,将存储未接收到的消息直至准备好接收。

实时性能 - 以高效低延迟方式处理数据,使之满足快速响应需求。

安全性 - 自始终提供身份验证机制,并引入令牌传输及质询响应认证等额外安全措施增强通信安全度。

MQTT适用场景

从多个传感器收集数据

向大量同类型传感器发送信息

在低功耗和很低内存需求环境下使用

此外,车联网、军事领域、新型飞行器控制等均有着广泛应用,不仅展现出其灵活性的同时,也体现出其在面向未来的自动化行业中的重要角色。

关于倍加福:

倍加福以德国曼海姆为总部,其持续不断地创新技术研发,为全球工厂自动化及过程行业客户提供丰富产品,从而致力于推动整个自动化行业发展,同时不断开发前瞻技术,为迎接即将到来的工业4.0挑战做好了准备。

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