如何通过解析MQTT通信协议来充分发掘IIoT的潜力尤其是利用传感器的三种类型
在工业4.0、物联网(IIoT)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。设备之间将实现无缝互联,形成一个庞大的数据交换网络。为了构建这一智能网络,设备必须具备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,并了解它是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、高效且易于实现。这使得它适用于广泛的情景,从石油管道带宽监控到电池能效监控。
自1999年诞生以来,MQTT已经成为ISO标准的一部分。在2013年,由IBM提交给OASIS规范委员会,最终在2014年成为正式的OASIS标准。这得益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下的表现。
MQTT客户端(包括发布者和订阅者)通过连接到代理来工作。一些客户端通过订阅特定主题,如温度值,而其他客户端作为发布者向代理发送数据,然后代理将这些消息发送给所有订阅了该主题的客户端。此结构允许发布者与订阅者的解耦,只需建立从一方传输到另一方数据连接,无需建立大量额外连接。
MQTT主要特点
1:主题
每条消息都包含一个主题以及头部信息,这个主题是代理用来过滤消息并帮助订阅者确定他们感兴趣类型的问题。
2:服务质量
MQTT使用服务质量等级保证可靠传输QoS 0(至多一次)、1(至少一次)或2(仅一次)。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
MQTT有多种机制保持稳定的连接,如保持连接消息以确认有效性的定期发送,还有“遗嘱”机制,以便离线时通知其他客户端。
4:持久会话
当两边建立了持久会话时,代理存储待接收信息直到准备好接收。这对于不稳定网络尤其有用保障信息传递可靠性。
MQTT实时性能如何?
由于其轻量级设计,使得Mqtt能够在物联网领域展示出卓越实时性能。在没有延迟的情况下,在活跃状态下的订阅者与代理间可以近乎即时响应满足快速处理需求。
MQTTY安全措施:
从初始化开始就提供身份验证,并引入令牌传输以及质询响应认证等额外安全措施增强了通信安全度。
MQTTY适用的场景:
QQTY适合那些简单紧凑解决方案需求的情境,无论是从多个传感器收集还是向大量同类传感器发送信号,或是在低功耗内存需求环境中均能发挥作用。在车联网军事工业设备网无人机控制等多个领域都有广泛应用展现出强大的适应能力及实用价值。
关于倍加福:
倍加福-未来自动化驱动力创新企业家
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