触发智能革命MQTT通信协议解析与传感器的工作原理深度探究

  • 学术交流
  • 2025年02月22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

触发智能革命MQTT通信协议解析与传感器的工作原理深度探究

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/订阅范式的轻量级消息传输协议,它以其简单、高效且易于实现而广泛应用于各个行业。

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得到了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的使用中,其基本工作原理涉及客户端(包括发布者和订阅者)连接到代理。一旦连接,就可以通过主题进行信息交换,这种模型允许发布者与订阅者的解耦,使得代理只需负责数据从一端传输到另一端,而不需要建立大量直接连接。

MQTT 主要特点

1:主题

每条消息都包含一个主题,这是代理用来过滤消息并让订阅者决定是否接收该信息的手段。这使得 MQTT 可以处理复杂层次结构,如“home/sensor1/identification”或“home/sensor1/data/temperature”。

2:服务质量

为了保证消息可靠传输,MQTT 提供了服务质量等级,从 QoS 0(至多一次)到 QoS 2(仅一次),其中 QoS 2 需要更多确认机制,以确保高水平服务品质。

3:会话感知

为了保持稳定的连接,MQTT 支持定期发送保持连接信号,并允许客户端在离线时发送遗嘱信息给其他客户端。

4:持久会话

当代理与订阅者之间建立持久会话时,它们能够存储未被读取到的消息直至接收方准备好接收这些信息,这对于不稳定的网络环境非常有用,因为它确保了消息不会丢失。

实时性能

由于其设计优雅且高效,MQT具有出色的实时性能。在没有延迟的情况下,在发布者与代理间无延迟,同时保持活跃状态下的所有订阅者的情况下,理论上可以实现近乎即时响应满足快速数据处理需求。

安全性

从初始连接开始就提供身份验证机制,并引入密码字段用于令牌传递。此外,由于版本5更新后增加了额外安全措施,如质询响应认证,该协议进一步增强了安全性的保障力度。

适用场景

由于其简单、高效且紧凑之故,MQT在车联网、大规模军事控制系统、小型低功耗环境以及工业设备网路中的无人机控制等领域得到广泛应用显示了其巨大的适应能力及实用价值.

关于倍加福

倍加福致力于全球工厂自动化和过程行业,为客户提供丰富产品,无论是面向工业界传统还是未来趋势,他们始终致力创新技术研发,为迎接即将来临工业4.0挑战铺平道路.

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