传感器技术及其应用解锁IIoT潜力详述MQTT通信协议

  • 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

传感器技术及其应用解锁IIoT潜力详述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)是一种基于发布/订阅范式的消息协议,是ISO标准的一部分。这项技术轻量级、高效且易于实现,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的技术解决方案。2013年,它被提交给OASIS规范委员会,并在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尤其是在对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境中。此外,它们基本工作原理如下图所示:客户端通过代理发送或接收数据,然后代理将此消息发送到所有订阅该主题的人员。

MQTT 主要特性

1:主题

每条消息都包含一个主题和有效载荷,以及头部信息。

2:服务质量

QoS等级包括0(至多一次)、1(至少一次)和2(仅一次),其中QoS 2提供高级别服务质量。

3:会话感知

保持连接消息确保了代理与发布者/订阅者之间连接稳定。

4:持久会话

当代理与订阅者建立了持久会话时,将存储消息直到准备好接收。

关于 MQTT 的实时性能:

理论上能够实现近乎实时响应,在快速数据处理需求方面表现出色。在发布者与代理间无延迟的情况下,其性能更是卓越不凡!

关于 MQTT 安全性的讨论:

从连接初始化阶段起就提供了用户名和密码身份验证机制,并引入了如质询响应认证等额外安全机制增强通信安全性。此外,从 MQQT 5 开始,还引入了令牌传输功能进一步提高了安全层次。

使用场景:

QQT 在车联网、大型军事行动控制系统、中小型企业网格管理以及低功耗环境下的各类应用都显示出了其极大的潜力。在这些情况下,无论需要从众多传感器采集大量数据还是向数千台同类型传感器发放指令,都可以依靠 QQJT 提供紧凑而高效解答方案来完成任务。

最后,让我们一起探索未来的世界,那里充满着自动化技术创新的奇迹!

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