探索IIoT世界MQTT协议如何连接自然环境中的传感器

  • 综合资讯
  • 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世界MQTT协议如何连接自然环境中的传感器

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、简单、开放和易于实现,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的技术解决方案。2013年,IBM将其提交给OASIS规范委员会,随后在2014年成为正式的OASIS标准。

MQTT 的普及得益于其在工业领域的广泛应用,特别是在对代码精简、开销减少和网络流量受限的环境中。其基本工作原理如下图所示: MQTT 客户端(包括发布者和订阅者)连接到 MQTT 代理。一些 MQTT 客户端通过订阅一个特定主题,而 MQTT 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的人。这一拓扑结构的一大优势在于发布者与订阅者的解耦,使得只需建立单个连接即可进行多次信息交换,无需每次都建立新的连接。

MQQQ 主要特性

1:主题

主题是 MQQQ 协议中的一个基础元素,每条消息都包含一个主题以及有效载荷,以及头部信息。在自然环境中的传感器系统中,如气象站或水质监测站,可以使用这些层级来组织不同的参数,比如温度值可以分为“home/sensor1/data/temperature”。

2:服务质量

通过服务质量等级来确保消息传输过程中的可靠度。此外,还有其他机制,如保持连接消息,以维持客户端与代理之间稳定的连结,并且提供遗嘱消息功能,即当客户端离线时通知其他客户端当前状态变化的情况。

3:会话感知

为了维护持续性的会话,一旦创建,就可以存储相关信息直到收到确认,从而确保数据不会因为网络故障而丢失。在敏感环境如森林火灾检测系统中,这样的机制尤其重要,因为任何延迟可能导致灾难性的后果发生。

4:持久会话

当两方建立了持久会话时,将保存这段时间内产生但未被读取或确认过的事务,以便稍后处理。当需要实时更新树木数量或土壤湿度记录时,这种方式极为有用,因为它们不需要频繁地重新同步整个数据库,只需最后一次更改即可获得最新状态更新,从而提高整体效率并降低资源消耗。

5: 实时性能

6: 安全性能

7: 应用场景

8: 倍加福公司介绍