Modbus是一種在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域廣泛使用的通信協(xié)議，以其簡(jiǎn)單性和可靠性而著稱(chēng)。然而，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，傳統(tǒng)的Modbus協(xié)議需要與通信協(xié)議MQTT相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景和更高效的數(shù)據(jù)交換。本文從Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換為MQTT協(xié)議的必要性為出發(fā)點(diǎn)，分析鋇錸Modbus轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)BL101的優(yōu)勢(shì)。

一、Modbus協(xié)議的局限性

Modbus是一種應(yīng)用層協(xié)議，支持多種傳輸方式，由于Modbus協(xié)議簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)，所以在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。盡管如此，但它存在著以下幾個(gè)方面的局限性：

1.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境適應(yīng)性：主要用于局域網(wǎng)環(huán)境，對(duì)于不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境適應(yīng)性較差。

2.擴(kuò)展性：擴(kuò)展性有限，難以滿足日益增長(zhǎng)的設(shè)備數(shù)量和通信需求。

3.安全性：安全性相對(duì)較弱，難以滿足現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)安全的需求。

二、MQTT協(xié)議的優(yōu)勢(shì)

消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸協(xié)議MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)，是一種基于發(fā)布/訂閱(publish/subscribe)模式的"輕量級(jí)"通訊協(xié)議。作為一種專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的通信協(xié)議，具有以下優(yōu)勢(shì)：

1.輕量級(jí)：MQTT協(xié)議輕量級(jí)，適合帶寬受限的環(huán)境。

2.靈活性：基于發(fā)布/訂閱模型，易于實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通信。

3.跨平臺(tái)：支持多種平臺(tái)和設(shè)備，易于實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)通信。

4.安全性：支持TLS/SSL加密，提供端到端的安全通信。

三、為什么需要將Modbus轉(zhuǎn)為MQTT？

1.適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)設(shè)備需要連接到更廣泛的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，包括云平臺(tái)和移動(dòng)設(shè)備，將Modbus轉(zhuǎn)換為MQTT協(xié)議可以使工業(yè)設(shè)備更好地適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。

2.提高系統(tǒng)靈活性

MQTT的發(fā)布/訂閱模型提供了更高的靈活性和可擴(kuò)展性，允許系統(tǒng)根據(jù)需求輕松添加或移除設(shè)備和服務(wù)。

3.增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性

通過(guò)MQTT的TLS/SSL加密，可以增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕Ｗo(hù)工業(yè)系統(tǒng)免受未授權(quán)訪問(wèn)和數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

4.簡(jiǎn)化設(shè)備管理

MQTT協(xié)議允許集中管理大量設(shè)備，簡(jiǎn)化了設(shè)備配置和管理流程。

5.支持云平臺(tái)集成

許多如華為云IoT、AWS IoT、阿里云IoT、ThingsBoard等云平臺(tái)和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商支持MQTT協(xié)議，方便用戶(hù)快速把多種工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)進(jìn)行分析和處理。

四、Modbus轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)BL101

Modbus轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)BL101采用嵌入式 Linux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)以及工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，保證在惡劣環(huán)境中的穩(wěn)定性和可靠性，適用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，為用戶(hù)提供可信賴(lài)的Modbus設(shè)備聯(lián)網(wǎng)解決方案。有如下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：

1.高效地協(xié)議轉(zhuǎn)換

下行采集協(xié)議：Modbus RTU、Modbus TCP；

上行轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議：MQTT

2.廣泛的云平臺(tái)和上位系統(tǒng)兼容

支持的云平臺(tái)：阿里云、華為云、亞馬遜AWS、ThingsBoard、Ignition、Zabbix、鋇錸云等；

上位系統(tǒng)：SCADA、OPC UA、MES、BAS等上位機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

3.豐富的硬件接口

提供2/6個(gè)RS485/RS232串口，串口之間相互獨(dú)立，可以設(shè)置各自的串口參數(shù)采集不同的協(xié)議，串口也可以單獨(dú)設(shè)置主從關(guān)系，既可以配置為主站也可以配置為從站。

2個(gè)網(wǎng)口用于數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)發(fā)，LAN口具備路由功能，為其他設(shè)備提供連接外網(wǎng)的通道。1個(gè)4G或WiFi無(wú)線傳輸接口提供多樣化的通信選項(xiàng)，適應(yīng)不同的工業(yè)環(huán)境需求。

4.安全的傳輸機(jī)制

支持?jǐn)?shù)據(jù)TSL/SSL、X.509證書(shū)、SNMPV1/V2、密鑰加密等安全網(wǎng)關(guān)功能。

5.簡(jiǎn)單易用

支持遠(yuǎn)程配置，為用戶(hù)提供便捷的管理和監(jiān)控方式；軟件功能完善，覆蓋絕大多數(shù)常規(guī)應(yīng)用場(chǎng)景，用戶(hù)只需通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)置就可快速上手。

將Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換為MQTT協(xié)議是工業(yè)系統(tǒng)適應(yīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵步驟，鋇錸推出的這款Modbus轉(zhuǎn)MQTT協(xié)議網(wǎng)關(guān)不僅提高了系統(tǒng)的靈活性、可擴(kuò)展性和安全性，而且有助于實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備與現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的無(wú)縫集成！

審核編輯 黃宇