人物探索IIoT世界详解MQTT通信协议与传感器类型

  • 天文科普
  • 2025年02月05日
  • 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

人物探索IIoT世界详解MQTT通信协议与传感器类型

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广泛应用尤其是在对代码精简开销减少并且网络流量受限环境中。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。一旦客户端通过订阅一个特定主题,如温度值,那么 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该主题的问题客户端。在这种拓扑结构中,可以看到发布者与订阅者的解耦,即代理只负责从一边传输到另一边,不需要建立大量直接连接。这使得整个系统更加灵活高效。

MQTT 主要特征

1:主题

主题是 MQTT 协议中的基础元素,它们包含了头部信息有效载荷以及每条消息都有一个具体描述数据类型或类别。

2:服务质量

为了保证信息的一致传输效果,可以使用 QoS 等级来控制服务质量,从而提高整体性能。

3:会话感知

为了保持稳定的连接机制,使得当出现任何故障时能够及时进行恢复。

4:持久会话

当两方建立了持久会话,一方即便离线也能确保对方收到的信息不丢失,以达到更高的一致性水平。

关于实时性的讨论显示出,在具有良好资源分配策略的情况下,该模型可以实现几乎实时或无延迟响应需求。而对于安全性的保障方面,则采用了一系列措施如用户名密码认证机制以及最新版本中的额外安全措施以防止未授权访问并保护敏感信息不被窃取或篡改。

最后,对于那些寻求一种既简单又高效解决方案的人来说,无论是从多个传感器收集数据还是向许多同类型传感器发送指令,或是在低功耗内存要求极低的情况下,都可以考虑使用这个强大的工具。这一点已经证明在车联网军事工业设备网络无人机控制等众多领域发挥着巨大作用,并展示了该技术对各种挑战力的适应能力与实际效果。

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