如何通过传感器应用举例及原理来解锁IIoT潜力尤其是理解MQTT通信协议的重要性

  • 学术交流
  • 2025年02月05日
  • 在工业4.0、物联网(IIoT)和智能工厂的驱动下,我们正迈向一个全新的自动化时代。设备之间将实现无缝连接,每个节点都能相互交换数据,以构建智能网络。为了构建这些网络,设备必须具备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,确保通信安全性的重要性也不可忽视。 倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API等四种基于TCP的通信协议

如何通过传感器应用举例及原理来解锁IIoT潜力尤其是理解MQTT通信协议的重要性

在工业4.0、物联网(IIoT)和智能工厂的驱动下,我们正迈向一个全新的自动化时代。设备之间将实现无缝连接,每个节点都能相互交换数据,以构建智能网络。为了构建这些网络,设备必须具备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,确保通信安全性的重要性也不可忽视。

倍加福支持包括MQTT、OPC UA、AMQP和REST API等四种基于TCP的通信协议。本期内容中,我们将首先探索MQTT通信协议及其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?

它又是如何工作的?

MQTT是一种基于发布/订阅范式的消息协议,它简单、高效且易于实现。这使得它适用范围非常广泛,从1999年诞生至今,已经成为ISO标准的一部分。

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、开销减少并且网络流量受限环境中的使用中。其基本工作原理如下:客户端(包括发布者和订阅者)连接到代理。一旦某个客户端通过订阅特定主题,如温度值,那么当另一个客户端作为发布者向代理发送数据时,该代理会将消息发送给所有订阅该主题的客户端。这一拓扑结构的一个显著优势在于发布者与订阅者的解耦,即代理只负责传输数据,而不需要建立大量连接。

MQTT 主要特点

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。主题是过滤消息并由订阅者依据进行选择的地方。

2:服务质量

通过服务质量等级来确保消息可靠传输。

3:会话感知

多种机制确保代理与发布者/订阅者的连接稳定。

4:持久会话

存储未被接收到的消息直到准备好接收方,这对于不稳定的网络环境尤为有用。

MQQQT 的实时性能如何?

理论上,在没有延迟的情况下能够实现近乎实时响应,对快速处理数据需求具有出色表现。

MQTT 的安全性能如何?

从初始化阶段起就提供了用户名和密码身份验证,并引入了额外安全措施增强了通信安全性。

MQTT 适用于哪些应用场景?

因其简单、高效,它适合那些需要紧凑解决方案的情境,无论是在从多个传感器收集数据还是向大量同类型传感器发送信息,或是在低功耗内存需求较低环境下,MQTT都能发挥作用。在车联网、大量军事系统或无人机控制等多个领域,都有着广泛应用展示了其强大的适应力与实用性。

关于倍加福

倍加福–未来自动化技术创新领导者

以德国曼海姆为总部地点,倍加福致力于全球工厂自动化及过程行业客户所需丰富而多样产品,为传统应用及面向未来的新兴市场铺平道路,同时不断推动前瞻科技发展,为迎接即将到来的工业 4.0 提供解决方案路径建设基础设施资源。此外,他们还致力于完善各类解决方案以满足各种具体要求,是他们追求目标之一。在这个不断变化世界里,有一种力量—自动化——正在塑造我们的生活。而完善解决方案则是我们追求之目标!

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