触摸传感器的智慧揭秘它们如何连接世界

  • 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。 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

触摸传感器的智慧揭秘它们如何连接世界

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。

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、开放并且易于实现,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解决方案技术之一。在2013年,由IBM提交给OASIS规范委员会,并在2014年成为正式OASIS标准。这得益于其在工业领域广泛应用特别是在对代码精简开销减少以及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)通过代理进行连接。一旦建立起这些客户端与代理之间的一些 MQTT 客户端通过订阅一个特定主题,而其他 MQTT 客户端则作为发布者向代理发送数据,然后代理会将这条信息发往所有已经订阅该主题的一个或多个层级中的 MQTT 客户端。此拓扑结构最大的优势就在于解耦了发布者与订阅者的关系,只需保持代理间数据流动,无需建立大量直接联系。

主要功能

主题

主题是这个基础元素,它包含有每条消息头部信息以及有效载荷。

使用斜杠“/”来分隔层级,如“home/sensor1/data”。

可以使用占位符如“+”表示单一层级,如“home/+/data”,或者使用“#”表示多层级占位符,如“home/sensor1/#”。

服务质量

QoS等级选择0(至多一次)、1(至少一次)或2(仅一次)。

QoS 2 提供高服务质量,但需要更多确认措施。

会话感知

保持连接消息,以确认有效性的连续链接。

提供遗嘱消息,当客户离线时通知其他客户。

持久会话

当双方建立了持久会话,将存储待接收信息直到准备好接受,从而确保了即便是在不稳定的网络条件下也能保证可靠传递。

实时性能

在没有延迟的情况下进行实时处理,可以满足快速响应需求。

实现近乎实时无延迟响应能力,对于那些需要即刻回馈结果的地方尤其重要。

安全性能

从初始化阶段就提供身份验证机制,比如用户名密码认证。

自从版本5开始,还引入了一系列额外安全机制,如令牌传输质询响应认证等方式增强了安全性保护力度。

适用场景

车联网控制系统;

军事通信;

工业设备管理;

无人驾驶飞行器控制;

关于倍加福:

倍加福—未来自动化驱动者及创新者,

总部位于德国曼海姆,

持续研发新技术,为全球工厂自动化及过程行业用户提供丰富产品,不断推进前瞻技术开发,为迎接即将到来的工业4.0挑战铺路,

致力于传统应用与未来的发展方向,

对于您来说,在自动化世界里找到完美解决方案就是我们的目标!

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