探秘IIoT世界解锁MQTT通信协议开启智能传感器种类大全图文之旅
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。设备将相互连接,交换数据,为构建智能网络提供关键特性:标准化、可扩展性、与IT和OT系统的兼容性,以及互操作性,并确保通信安全。
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,了解其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。自1999年诞生以来,已成为石油管道带宽监控及电池能效监控技术解决方案。2013年由IBM提交至OASIS规范委员会,最终在2014年成为正式OASIS标准。
MQTT的普及得益于其在工业领域广泛应用,尤其是在代码精简、开销减少以及网络流量受限环境中。此外,其基本工作原理涉及客户端(包括发布者和订阅者)通过代理进行连接。一旦建立了持久会话,这个代理就能够存储消息直到订阅者准备好接收。这一特性对于网络环境不稳定的情况尤其有用,以确保消息传递的一致性。
MQTT 主要特点
1:主题
每条消息都包含一个主题作为依据,它可以有多个层级,如“home/sensor1/data/temperature”,并且可以包含占位符以提高灵活性。
2:服务质量
通过服务质量等级来确保消息传输,如QoS 2提供高级别服务质量,但需要更多确认措施。
3:会话感知
通过定期发送保持连接消息来保持稳定连接,同时也允许设置遗嘱信息以通知其他客户端。
4:持久会话
当代理与订阅者之间建立了持久会话时,将存储所有未被处理的信息直到对方准备好接收,从而保证了实时性的需求。
关于实时性能:
理论上,在无延迟的情况下,MQTT能够实现近乎实时响应,对于快速数据处理具有很好的表现能力。
关于安全:
从初始化阶段开始,就提供了用户名密码身份验证机制,并且随着版本升级增加了一些额外安全机制如质询响应认证,以增强通信安全性。
适用于哪些应用场景?
由于它简单紧凑,而且适合低功耗环境,所以非常适合车联网、大规模同类型传感器间通讯以及军事等多个领域使用。在这些方面, MQTT 展现出极大的适应力和实用价值。