揭秘传感器之能解读IIoT中的MQTT通信协议大师篇

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  • 2025年02月11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

揭秘传感器之能解读IIoT中的MQTT通信协议大师篇

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,并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,它以其轻量级、高效且易于实现而广受欢迎。这使得MQTT能够在对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境中发挥巨大作用。

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一项技术解决方案。而2013年IBM提交给OASIS规范委员会,并在2014年成为正式OASIS标准,这标志着MQTT进入了一个全新的发展阶段。

MQTT主要特点

1:主题

主题是构建消息结构并帮助代理过滤信息以及客户端订阅依据的一部分。此外,它们可以有多层级,如“home/sensor1/identification”,每个层级使用斜杠“/”分隔,并区分大小写;还可以包含占位符如“+”或“#”。

2:服务质量

为了确保消息传输可靠,QoS等级提供不同的保证,从QoS 0(至多一次)到QoS 2(仅一次),其中QoS 2提供了最高级别,但需要更多确认机制。

3:会话感知

通过定期发送保持连接消息来维护稳定的连接,以及遗嘱消息机制,在客户端离线时通知其他客户端,为建立持久会话奠定基础。

4:持久会话

当代理与订阅者建立持久会话时,它们能够存储信息直到订阅者准备好接收,使得即便在不稳定的网络条件下,也能保证信息传递无缝进行。

实时性能方面,MQTTe因其轻量级设计,在物联网领域展现出卓越表现。在没有延迟的情况下,即发布者与代理间无延迟,同时保持活跃连接的情况下理论上能够实现近乎实时响应满足快速数据处理需求。

安全性的增强也被视作一种优势。从身份验证机制开始,即从初始化过程就引入用户名和密码认证;到了最新版本5,还引入了额外安全措施,如令牌传输,以进一步提高通信安全性。

最后,MQTT广泛应用于车联网军事及工业控制领域,无论是在资源有限或者功耗要求极低的情境中,都能体现出其优异性能。此外,在面向未来的应用中,其适应能力同样显著。

关于倍加福,

倍加福总部位于德国曼海姆,是一家致力于自动化行业创新技术研发并为全球工厂自动化及过程行业客户提供丰富产品解决方案公司。在不断推动前瞻科技开发方面,为迎接即将到来的工业4.0挑战做好了充分准备。

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