触摸未来五种神秘传感器揭秘MQTT通信的IIoT奇迹

  • 学术交流
  • 2025年02月11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

触摸未来五种神秘传感器揭秘MQTT通信的IIoT奇迹

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,它通过ISO标准得以全球范围内使用。这项技术自1999年诞生以来,就被广泛应用于石油管道带宽监控以及电池能效监控问题之中,并在2013年由IBM提交给OASIS规范委员会,最终在2014年成为正式的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和网络流量受限环境中的表现。它通过客户端(包括发布者和订阅者)连接到代理。在这个过程中,一些客户端通过订阅特定主题,如温度值,而其他客户端作为发布者向代理发送数据,然后代理会将这些信息发送给所有已订阅该主题的客户端。这一拓扑结构使得发布者与订阅者的解耦更加明显,而且代理只负责将数据从一端传输到另一端,无需建立大量连接,这极大地提高了效率。

MQTT 主要特点

1:主题

每条消息都包含一个主题,它是一个基础元素,被用作过滤消息以及依据来进行订阅。

2:服务质量

MQTT 通过服务质量等级来确保消息可靠传输,其中QoS 2 提供了高级别服务质量,但需要更多确认措施。

3:会话感知

为了保持稳定的连接, MQTT 提供多种机制,如保持连接消息以及“遗嘱”机制,以便离线时通知其他客户端。

4:持久会话

当建立持久会话时,当代理存储直到准备好接收时,将保证信息完整无损地抵达目标位置。

MQTT 的实时性能如何?

尽管轻量级但高效,在物联网领域展现出卓越实时性能。在没有延迟的情况下,对方即刻响应满足快速处理需求要求。

关于 MQTT 安全性的讨论:

从初始阶段开始就提供用户名密码身份验证,并且自版本5起引入额外安全机制,比如质询响应认证,加强了整个通信过程上的安全保护层次。

最后,让我们探索一些具体案例:

车联网军事装备控制无人驾驶飞行器控制各类工业设备管理…这些都是利用 MQQT 协议实现简单、高效解决方案的地方,无论是从数十台传感器收集数据还是向同类型数量庞大的传感器发送命令或是在低功耗条件下运行,都可以有效利用 MQQT 协议。而倍加福作为德国曼海姆总部的一家创新企业,为全球自动化行业提供丰富产品并致力于面向未来的自动化技术研发,是这趋势不可逆转的一个重要推动力量之一。

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