揭秘MQTT通信让传感器智能升级释放IIoT巨大潜能

  • 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

揭秘MQTT通信让传感器智能升级释放IIoT巨大潜能

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(ISO/IEC PRF 20922)得到了规范。这项技术自1999年诞生以来,就因其轻量级、高效以及对代码精简和开销减少有显著帮助而广受欢迎。在2013年IBM提交给OASIS规范委员会,并于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、开销减少并且网络流量受限环境中的使用。此外,由于代理只负责数据从一端传输到另一端,而不需要建立大量连接,因此这种拓扑结构还带来了发布者与订阅者的解耦优势。

MQTT 主要特点

1:主题

主题是 MQTT 协议中的一个基础元素,每条消息都包含一个主题和有效载荷,以及头部信息。主题是代理用来过滤消息并决定是否转发给订阅者依据。

2:服务质量

MQTT 通过服务质量等级来确保消息的一致传输。QoS 等级包括0(至多一次)、1(至少一次)和2(仅一次),其中 QoS 2 提供了高服务质量,但需要更多确认措施进行实施。

3:会话感知

为了保持代理与发布者/订阅者之间稳定的连接,MQTT 提供了多种机制。一旦客户端准备离线,它们可以发送“遗嘱消息”以通知其他客户端。此外,当保持活跃连接时,还能定期发送保持连接消息,以确认有效性的持续存在。

4:持久会话

当代理与订阅者之间建立了持久会话,那么即使在网络环境不稳定时也能保证存储好所有未被接收到的数据直到它们准备好接收,从而确保了信息传递过程中的连续性的体现。

实时性能方面,MQTT 在物联网领域展现出卓越表现,不论是在无延迟地将发布者的数据发送给代理还是在保持活跃状态下的快速响应,这一切都是为了满足快速处理大量数据需求的情况下实现近乎实时或无延迟响应能力。

安全层面上,MQTT 自始终就提供了用户名密码身份验证机制,并且自5.0版本起引入令牌传输方式,同时增加了一些额外安全功能,如质询响应认证,使得整个通信过程更加安全可靠。

由于这些独特优点,Mqtt 已经成为了车联网、大型军事系统控制以及工业自动化领域不可或缺的一部分,无论是在低功耗、高效率或者对于内存资源有限的情境下,都能够发挥最佳作用,为用户提供一种简单直接解决方案。

关于倍加福-未来自动化驱动力的创新者

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