探索传感器世界解锁IIoT潜力深入理解MQTT通信协议的魔法

  • 学术交流
  • 2025年02月02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

探索传感器世界解锁IIoT潜力深入理解MQTT通信协议的魔法

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?它是一种轻量级、高效且广泛应用于工业领域的消息传输协议,它通过发布/订阅范式来实现信息交换。这使得MQTT非常适合于对代码精简、开销减少和网络流量受限环境下的使用。

自1999年诞生以来,MQTT已经成为了石油管道带宽监控技术解决方案,并在2013年被IBM提交给OASIS规范委员会,最终在2014年成为正式的OASIS标准。其基本工作原理是客户端(包括发布者和订阅者)连接到代理,然后代理会将发布者的数据发送到所有符合特定主题条件的一方,这种结构使得发布者和订阅者的解耦极大提高了系统性能。

MQTT 主要特性

1:主题

每条消息都包含一个主题,这是一个基础元素,用来过滤消息并作为依据进行订阅。

2:服务质量

通过服务质量等级来确保消息传输可靠,如QoS 0(至多一次)、1(至少一次)或2(仅一次)。

3:会话感知

提供多种机制来保持代理与客户端之间稳定的连接,如保持连接消息以及遗嘱消息。

4:持久会话

当代理与订阅者建立持久会话时,它们会存储消息直到准备好接收,以确保数据不会丢失。

实时性的实现:

理论上,在没有延迟的情况下,即便是在低带宽环境下,也能实现近乎实时响应,使其成为物联网通信中的杰出选择。

安全性的提升:

从初始化阶段开始就提供身份验证,并引入了令牌传输及质询响应认证等额外安全机制以增强通信安全性。

适用场景:

广泛应用于车联网、大规模传感器集群控制,无人机控制及其他需要高效低功耗解决方案的情境中展现出其优越性能。

关于倍加福:

倍加福作为德国曼海姆总部公司,一直致力于创新技术研究,为全球工厂自动化及过程行业客户提供丰富产品,同时不断推进前瞻科技发展,为迎接即将到来的工业 4.0 提供坚实保障。

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