揭秘MQTT通信让传感器应用绽放的无线技术大师
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。这项技术以其轻量级、高效率和广泛适用范围而受到重视。
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解决方案得到了应用。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,这一过程证明了其在工业领域中的重要作用。
MQTT主要特点
1:主题
主题是代理过滤信息并让订阅者订阅依据。每条消息都包含一个主题、一段有效载荷以及头部信息。层级结构可以有多深,如“home/sensor1/data/temperature”,斜杠分隔且区分大小写。此外,可以使用占位符如“+”或“#”。
2:服务质量
通过QoS等级来确保消息传输,如至多一次(QoS 0)、至少一次(QoS 1)或仅一次(QoS 2),其中QoS 2提供高服务质量,但需要更多确认措施。
3:会话感知
保持连接消息确保稳定连接,同时遗嘱消息通知其他客户端当客户端离线时的情况。
4:持久会话
代理存储未发送到所有订阅者的信息直到准备好接收,以保证在不稳定的环境中也能实现可靠传递。
实时性的实现:
理论上,在无延迟发布者与代理间以及保持活跃连接情况下,可实现近乎实时响应满足快速数据处理需求。
安全机制:
从初始化阶段起提供用户名密码身份验证,并引入令牌传输及额外安全机制增强通信安全度。
适用场景:
尤其适合简单紧凑解决方案需求,如从多传感器收集数据,或向大量同类型发送信息,或低功耗内存要求环境下均表现出色。在车联网军事工业设备网络无人机控制等领域有着广泛应用展现其强大的适应力与实用性。
关于倍加福:
以德国曼海姆为总部公司,不断研发创新技术,为全球工厂自动化过程行业客户提供丰富产品致力于自动化行业传统及面向未来的应用,同时不断开发前瞻技术迎接即将到来的工业4.0挑战。
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