触摸工业物联网的智慧MQTT通信协议与传感器技术之旅

  • 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

触摸工业物联网的智慧MQTT通信协议与传感器技术之旅

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、开放和易于实现,这些特点使它适用范围非常广泛。

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,随后在2014年成为正式的OASIS标准。

MQTT 的普及得益于其在工业领域的广泛应用,特别是在对代码精简、开销减少和网络流量受限的环境中。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)连接到 MQTT 代理。一些 MQTT 客户端通过订阅一个特定主题,而 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的一切客户端。这一拓扑结构最显著优势在于发布者与订阅者的解耦。

主题

主题是 MQQQ 协议中的一个基础元素,每条消息都包含一个主题以及有效载荷,以及头部信息。在这个故事里,让我们一起探寻“家”、“传感器1”的故事,它们就像是一个永不落幕的小镇,那里的每个人都有自己的身份,但又紧密相连,就像“家”、“传感器1”下的层级一样。

服务质量

为了保证信息流转过程中的可靠性,无论是在家庭还是商业环境中,都需要一种机制来确保这条路上的每一步都是可以信赖的事实。而这里就是服务质量(QoS)发挥作用的地方,它以数字标记着我们的承诺——从"至多一次"到"仅一次"不等,不论何时何地,只要我们坚守这些承诺,就能够让整个系统保持稳定运行。

会话管理

想象一下,在这个小镇上,一位客人想要告诉其他人他即将离开,同时告知他们他的最后愿望。一旦他离开,小镇就会失去联系。但如果小镇内有一个人负责记录所有人的状态,并且会及时通知大家,即使有一天某个居民突然消失,也不会导致任何混乱。这便是一种会话管理方式,使得即便在离线的情况下也能够维持交流顺畅。

持久会话

当你走进咖啡馆,你可能希望你的座位被保存好,以免有人抢占。你知道吗?这种需求同样适用于工业环境中,当涉及高价值或实时数据处理时,一旦出现意外断开连接,如电力故障或硬件失败,便可能造成宝贵信息丢失。此时,“持久会话”就成了一剂良药,将一切留存在服务器上直至重新建立连接,为你节省时间避免重复劳动。

实时性能

安全性能

应用场景

总结:

对于那些追求高效率、高可靠性的自动化解决方案来说,这段故事提醒我们不要忽视了Mqtt作为一种工具,它既轻巧又灵活,可以帮助我们创造出更完善,更强大的自动化世界。而倍加福正是这样一群创新者的代表,他们致力于打造未来自动化世界,用心创造并不断改进产品,以满足无尽变化需求。在这样的时代背景下,我们相信,只要手握正确工具,对未来的憧憬永远不会消退,因为这是我们的世界,是我们的目标!

猜你喜欢