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协议轻量级简单开放且易于实现,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技术解决方案。在2013年IBM将其提交给OASIS规范委员会,并在2014年成为正式OASIS标准。
MQTT普及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并且网络流量受限环境中。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。一部分 MQTT客户端通过订阅一个特定主题,如温度值,而其他 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该主题的 MQTT客户端。这一拓扑结构最显著优势在于发布者与订阅者的解耦。代理只负责从一方传输到另一方,无需建立大量连接间关系。
主要特性:
1: 主题
主题是MQTT中的基础元素,每条消息都包含一个主题有效载荷以及头部信息。
2: 服务质量
通过服务质量等级来确保消息可靠传输。
3: 会话感知
多种机制确保代理与发布者/订阅者之间连接稳定。
4: 持久会话
存储消息直至准备好接收,为网络环境不稳定的情况提供保障。
实时性能:
理论上能够实现近乎实时无延迟响应满足快速数据处理需求
安全性能:
身份验证机制始终存在,从连入初始化阶段起就提供用户名密码认证。此外自5版起引入了如质询响应认证等额外安全措施增强了通信安全
适用场景:
特别适合需要简单紧凑解决方案的地方,无论是在收集多传感器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环境下都能发挥作用。在车联网军事工业设备网无人机控制等多个领域有着广泛应用展现出强大的适应力及实用价值
关于倍加福:
倍加福以德国曼海姆为总部,以持续不断对创新技术研发为全球工厂自动化过程行业提供丰富产品致力于自动化行业传统应用面向未来的应用,同时推动前瞻技术开发迎接即将来临工业4.0挑战