如何通过传感器种类大全及其功能来解锁IIoT潜力并详解MQTT通信协议

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  • 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

如何通过传感器种类大全及其功能来解锁IIoT潜力并详解MQTT通信协议

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协议轻量级且简单,这些特点使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。2013年,IBM将其提交给OASIS规范委员会,并于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,无论是在对代码精简、高效并且网络流量受限环境中。此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“home/sensor1/data/temperature”, 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客户端。这一拓扑结构显示了发布者与订阅者的解耦优势,即代理只负责数据从一端传输到另一端,而无需建立大量连接。

具体来说:

主题可以有多个层级,如“home/sensor1/data”包含三个层级。

使用斜杠“/”分隔各层级,不区分大小写。

可以使用占位符如“+”或“#”。

2:服务质量

QoS等级包括0(至多一次)、1(至少一次)及2(仅一次)。

QoS 2提供高服务质量,但需要更多确认机制实现。

3:会话感知

保持连接消息确保稳定连线。

提供遗嘱消息通知离线状态发生变化时其他客户端。

4:持久会话

当建立持久会话时,可以存储直至准备好接收信息,有助于在不稳定的网络环境中保证信息传递可靠性。

关于实时性能:

在保持活跃连接的情况下理论上能够实现近乎实时响应,为快速处理需求提供保障。

关于安全性:

从初始化阶段起就通过用户名密码进行身份验证。

自版本5起引入令牌传输以及质询响应认证等额外机制增强安全性能

适用场景:

车联网军事应用 industrial devices 无人机控制等众多领域都有广泛应用,

因其简单紧凑解决方案尤其适合需要低功耗内存需求较低环境下的场合展示出色表现

关于倍加福:

倍加福以德国曼海姆为总部,以持续研发创新技术为全球工厂自动化与过程行业客户提供丰富产品,

致力于自动化行业传统与未来的双重目标,同时不断推进前瞻技术开发迎接即将来临工业4.0挑战