探索IIoT时代的自然生态系统MQTT协议在传感器技术应用中的详解

  • 学术交流
  • 2025年02月05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IIoT时代的自然生态系统MQTT协议在传感器技术应用中的详解

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,并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协议轻量级、高效易于实现,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技术解决方案。2013年,IBM将其提交给OASIS规范委员会,并在2014年成为正式OASIS标准。

MQTT普及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并且网络流量受限环境中。此基础原理如下图所示:客户端(包括发布者与订阅者)连接到代理。一部分客户端通过订阅一个特定主题,如温度值,一些客户端(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上的客户端。这一拓扑结构显著优势在于解耦发布者与订阅者的依赖关系,使得代理只负责从一端传输到另一端,无需建立大量连接间传输过程。

MQTT主要特征:

1: 主题

每条信息都包含一个主题和有效载荷,以及头部信息。

主题被用来过滤消息以及定义由哪些用户可以接收这些信息。

可以有多个层级,如“home/sensor1/identification”或“home/sensor1/data/temperature”。

2: 服务质量

提供QoS等级:0至多一次、一至少一次、二仅一次。

QoS2提供高服务质量,但需要更多确认措施及实施策略。

3: 会话感知

保持连接机制确保稳定连接状态。

客户会定期发送保持连接消息,以确认有效连通性。

客户初始时会提供遗嘱信息,以通知其他客户应发生何事当它们离线时。

4: 持久会话

当代理与订阅者建立持久会话时,它们存储未被接收到的消息直至准备好接收。这对于不稳定的网络环境尤其有用,为保证数据可靠传递奠定基础。

实时性的考量:

理论上,在没有延迟情况下,即使只有单一链接活跃状态,也能实现近乎实时响应满足快速处理需求之需。在使用低功耗环境中,可以通过优化来进一步提高性能表现,从而提升整个系统整体性能水平,对敏捷反应要求更高的情境极为合适,比如车辆控制或无人驾驶飞行器中的实时反馈需求引导设计优先考虑以最小延迟获得最佳结果表现出来,不断地证明了这种选择能够极大地提升总体效率效果的一致性验证了这一观点的一致验证了一系列实际应用案例中的坚韧信心增强方面促进了研究新技术方法之一步走进入这样一种非凡时代里进行持续改进不断创新作为我们自己生活方式变革挑战的大师

关于倍加福:

倍加福—未来自动化驱动力及其创意发明家

位处德国曼海姆公司总部的地方,该公司凭借持续研发创新技术,为全球工厂自动化及过程行业产品提供丰富多样的产品,同时致力于过去自动化行业内常见应用以及面向未来的预见型项目推进前瞻科技开发,为迎接即将来临工业4.0挑战铺平道路作出贡献

我们的世界充满了自动化!

完善解决方案,是我们的目标!

猜你喜欢