超越极限全面揭秘如何运用MQTT通信协议与传感器分类解锁IIoT的无限潜力

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)是一个ISO标准(ISO/IEC PRF 20922)下的基于发布/订阅范式的消息协议。由于其轻量级、高效且易于实现,这些特点使得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。在2013年,由IBM提交给OASIS规范委员会,并在2014年成为正式OASIS标准的一部分。

MQTT在工业领域得到广泛应用,尤其是在对代码精简、开销减少以及网络流量受限环境中。这主要因为其基本工作原理:客户端(包括发布者和订阅者)通过代理进行连接。一旦建立了连接,它们可以通过主题来发送或接收信息,这样的拓扑结构能够极大地解耦发布者和订阅者,使得代理只需要负责数据从一端传输到另一端,而无需建立大量额外连接。

MQTT 的主要特点

主题:

每条消息都包含一个主题以及有效载荷,以及头部信息。

主题是代理用来过滤消息并决定哪些客户端应该接收这些消息。

主题可以有多个层级,如“home/sensor1/data/temperature”。

服务质量:

通过服务质量等级来确保消息传输的一致性。

QoS等级包括0(至多一次)、1(至少一次)和2(仅一次)。

会话感知:

提供了多种机制以确保代理与发布者/订阅者之间保持稳定的连接。

持久会话:

当代理与订阅者之间建立了持久会话时,将存储所有未被消费掉的事务,以便当用户准备好接收时发送这些事务给他们。

实时性能

尽管如此,在实时性能方面,MQTT仍然表现出色。在没有延迟的情况下,即使是在不稳定的网络环境中,它也能够保证近乎实时响应,并满足快速处理需求的地方使用.

安全

为了提高安全性的程度,从连接初始化阶段开始就提供了用户名及密码身份验证。此外,从版本5开始增加了一些额外安全措施,比如质询响应认证.

应用场景

总而言之,MQTT非常适合那些需要简单且紧凑解决方案的地方,无论是在从许多传感器获取数据还是向许多同类型传感器发送信号,或是在低功耗环境下,都能发挥出色的作用.MQTT 在车联网、大规模军事控制系统、一系列自动化设备网路或者无人机控制系统中的应用体现出了其强大的适应力及实用价值.

关于倍加福

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