触发IIoT革命MQTT通信协议与传感器的无缝对话
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)得到了认可。这种轻量级且简单易于实现的地理信息系统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,并在2014年成为正式OASIS标准。这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以及网络流量受限环境中。
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。一些客户端通过订阅一个特定主题,而其他客户端则向代理发送数据,然后代理将此消息发送到所有已订阅该主题的人或组织。此拓扑结构最大的优势在于发布者与订阅者的解耦,使得它们可以独立运行而无需建立大量直接连接。
MQTT 主要特点
1: 主题
每条消息都包含一个主题,这是一个基础元素,用来过滤消息并作为依据进行订阅。
2: 服务质量
通过服务质量等级来确保消息传输的一致性。
3: 会话感知
多种机制确保代理与发布者/订阅者的稳定连接,如保持连接确认及遗嘱信息。
4: 持久会话
当持久会话被建立时,将存储这些信息直到接收方准备好接收,这对于不稳定的网络环境尤为有用。
MQTT 的实时性能如何?
由于其轻量级设计,在物联网领域展现出杰出的实时性能。在没有延迟的情况下,当发布者与代理保持活跃链接并且接受数据时理论上能够实现近乎即刻响应满足快速处理需求。
MQTT 的安全措施是什么?
从初始化阶段开始就提供了用户名密码验证机制,并引入了如质询响应认证等额外安全机制增强通信安全性,从而保护敏感数据不被未授权访问或篡改。
MQTTY 在哪些应用场景中发挥作用?
由于其简洁紧凑地解决方案,无论是从多个传感器收集数据还是向大量同类型传感器发送信息,或是在低功耗内存需求极低的情境下,都能发挥出色。在车联网军事工业设备网无人机控制等多个领域都有着广泛使用展示了其强大的适应力和实用价值
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