遙測技術在通信領域是一個相對古老的概念。上世紀初,傳感器就具備了遠距離發送信號的能力,這讓科學家能夠遠程監控終端機器和其他活動。而到了現在,借助計算機處理器,機器可以接收傳感器和其他機器的數據并進行相關操作,從而實現了機器對機器 (M2M) 通信。如今,隨著互聯網在數據和信息通信領域的廣泛使用,制定標準協議也迫在眉睫。
物聯網的具體意義因用途而異。在商業和工業方面,可以劃分為兩類:工業物聯網 (IIoT) 和物聯網 (IoT)。兩者之間的主要區別在于:
● | IoT可用于很多細分市場,包括消費品、農業、制造業和醫療等;而IIoT主要面向工業應用,比如制造和能源行業。IoT涉及的范圍更廣,IIoT只是IoT的一個子集。 |
● | IoT主要關注消費群體,IIoT則用于訪問盡可能多的數據,從而調整工業制造流程,最大化供應鏈效率。 |
● | 雖然IoT可以生成大量的數據來提升消費者體驗,但IIoT的數據規模更大、更重要,可確保操作過程和相關人員的安全。 |
IoT和IIoT發展所面臨的主要難題是如何處理收集到的大量數據。
MQTT到底是什么?
這是我第一次接觸到這個有趣話題的反應。首先,我們來了解一下這些首字母縮寫的含義:
消息 (Message) : | 簡單來講,MQTT包括一個數據源,它會向“代理”(Broker)發布消息,然后由代理將消息推送給所有已經訂閱了該主題的設備或終端。 |
隊列 (Queue或Queuing) : | 盡管名字中包含“隊列”一詞,但MQTT并不是一種基于隊列的協議,顯然這一項在整個協議更多過程中都沒有使用過。 |
遙測 (Telemetry) : | IoT和IIoT的關鍵,數據傳輸是遙測技術的核心。 |
傳輸 (Transport) : | 通過中央集線器或代理進行點到點的數據傳輸。 |
MQTT是一個簡單的中心輻射型系統:傳感器、應用和設備之間的通信通過在數據中心中運行的中央代理實現。設備也不會嘗試在彼此之間進行通信,因為所有的數據都要通過中央代理,從處理需求來看。MQTT是輕量級的,因此在帶寬和延遲受限的網絡環境 (比如典型的生產制造現場) 中,可用于多種應用。MQTT簡單快速,整個操作分為:連接、認證、通信和結束。隨著數據量的增漲,MQTT協議的精簡性和輕量級使得它具有很好的可擴展性。MQTT協議是涉及到很多傳感器的大型遠程網絡系統 (比如輸電線、管道和油井等) 的理想選擇。
大量的應用實例
除了能夠監控長距離的石油管道和其他能源傳輸場景外,MQTT精簡低帶寬特性使得它能夠適用于很多其他應用。家庭自動化方面的應用包括供暖、通風、空調 (HVAC)、照明、智能設備和安防系統等 (圖1)。比如,在家庭園藝中,光、溫度和濕度傳感器會將收集到的現場實時數據傳給相應的訂閱者 (接收端),隨后它們會根據這些數據自動進行遠程澆水,實現了高科技管理。極客們甚至采用MQTT協議和Arduino或樹莓派來控制圣誕節燈光秀。而醫療監控、運輸網絡監測、資產跟蹤、環境狀態檢查、氣候數據記錄以及自動售貨亭監控等也都在使用MQTT協議。
總結
及時準確的信息對于提升消費型IoT和工業物聯網 (IIoT) 系統性能非常有用。隨著需要分析和使用的數據量逐日攀升,非常有必要建立信息分享的協議和方法。MQTT可以提升系統擴展性,將長距離傳輸延遲降到最低,并占用很少的帶寬,將實際生產環境中常見的傳輸中斷影響也降到了最小,成為了M2M通信領域的重要協議。
審核編輯:郭婷
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