探索IIoT革命揭秘传感器用途与MQTT协议之谜
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)是一种基于发布/订阅范式的消息协议,是ISO标准的一部分。这项技术轻量级、高效且易于实现,这些特点使其适用范围非常广泛。
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的技术解决方案。在2013年,由IBM提交给OASIS规范委员会,在2014年成为正式OASIS标准。此后,它因在工业领域广泛应用而迅速普及尤其是在代码精简、开销减少以及对网络流量受限环境下的使用中。
MQTT 的基本工作原理如下图所示:客户端(包括发布者和订阅者)连接到代理。一旦建立了这种拓扑结构,就可以通过主题进行数据传输,而不需要直接建立大量连接。
MQTT 主要特性
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。每个层级用斜杠“/”分隔,而且结构区分大小写。
2:服务质量
通过服务质量等级来确保消息传输可靠,其中 QoS 2 提供高级别服务质量,但需要更多确认措施。
3:会话感知
提供多种机制来保持代理与发布者/订阅者之间稳定连接,如保持连接消息以确认有效性的发送。
4:持久会话
当代理与订阅者建立持久会话时,将存储消息直到准备好接收,以确保在不稳定的网络条件下也能保证信息流畅传递。
5: 实时性能
理论上能够实现近乎实时响应,无延迟,从而满足快速数据处理需求。
6: 安全机制
从连初始化阶段开始就提供用户名密码身份验证,同时引入质询响应认证等额外安全措施增强了通信安全性。
7: 适用场景:
从多个传感器收集数据或向大量同类型传感器发送信息,
在低功耗内存需求环境下,
车联网军事工业设备网络无人机控制等多个领域都有着广泛应用展现出强大的适应能力及实用价值。
关于倍加福:
倍加福以德国曼海姆为总部,其持续不断对创新技术研发,为全球工厂自动化过程行业客户提供丰富产品,并致力于自动化行业既有应用又面向未来的发展,为迎接即将来临工业 4.0 挑战铺平道路。