Service@aiipc.com
+86-755-29055206

MQTT与IIoT

MQTT与IIoT

ouyp
2018-11-13 18:19
: 未知
工业物联网(IIoT)从工厂中获取数据并与服务器(本地或云服务)共享,从而提高网络使用效率,并为整个组织提供更好的数据访问和更好的数据共享。然后可以分析这些数据并用于提高利润,改善流程,减少停机时间等等。MQTT协议是一种新兴的IIoT协议,具有已建立的云兼容性以及用于传输大量数据的轻量级高效性质,是用于将工厂车间数据转换为IIoT友好格式的众多IIoT协议之一。

 

MQTT代表消息队列遥测传输。它是一种极其简单轻便的发布/订阅消息传递协议,专为受限设备和低带宽,高延迟或不可靠的网络而设计。设计原则是最小化网络带宽和设备资源要求,同时还试图确保可靠性和一定程度的交付保证。这些原则使该协议成为新兴的“机器到机器”(M2M)或“工业物联网”(IIoT)世界的连接设备以及网络连接和带宽非常宝贵的远程应用的理想选择。它最初由IBM于1999年开发,现已成为一个开放标准,已在各行各业广泛实施。 

MQTT将其分解为MQTT网络的三个不同参与者,尽管某些硬件可以是双用途的,服务于多个功能。
  • 发布者 - 传感器,PLC - 任何创建数据的东西。有时称为“服务器”或“边缘设备”。
  • Broker - 管理传入和传出数据的中间人设备,可以在本地设备或托管云服务上运行。代理也可以称为“服务器”。
  • 订阅者 - 数据的最终用户。这可以是从跟踪控制和数据分析信息的高端ERP管理程序,到只显示实时运营设施数据的网站,以及介于两者之间的任何内容。也称为“客户”。
在过去的系统中,仅存在客户端和服务器。新的团队成员是经纪人,正是这个功能将MQTT与传统的SCADA系统区分开来。经纪人允许大量用户:
  • 将数据发布到代理
  • 订阅代理中的数据
发布者/订阅者模型允许MQTT客户端进行一对一,一对多和多对一的通信。Maple Systems HMI是三种角色中任意一种网络网关边缘的理想设备。我们的Advanced和cMT产品支持MQTT协议的所有三个功能,使它们能够与各种PLC,传感器等进行通信,而不管机器的协议如何。通过支持超过300多种PLC和控制器协议,Maple HMI将该数据转换为普遍接受的MQTT协议,然后将其发送到代理(本地或云端托管)供IIoT应用程序使用。这使得Maple Systems HMI成为IIoT的完美边缘网关。
MQTT结构
为了充分实现IIoT的优势,HMI或“边缘网关”传输的数据必须以灵活,模块化和高效的方式呈现给上游IT应用。所有Maple Systems Advanced和cMT产品都提供的MQTT功能体现了该协议的强大功能。MQTT被组织成可包含单个数据点或一组相关数据的主题。主题名称分配给他们希望发布到代理的变量或标记。主题是用于组织MQTT协议中的数据的标题或地址。HMI可以配置为每当发生变化时或者定期传输来自特定主题的数据,从而降低连接所需的带宽。

 

MQTT允许以直观的方式分解主题。可以将单个数据点分配给多个主题,并且一个主题可以包含多个数据点。应用程序可以在单个HMI上订阅所有主题,创建监视一台特定计算机的应用程序。或者,如果许多机器上存在参数,例如温度,程序员可以使用主题“通配符”,使他们能够立即在所有机器上订阅相同的参数。这样可以在整个已安装的机器基础上高效,轻松地检测异常情况。
MQTT的优点
MQTT的一个基本优势是数据被发送到中央“代理”,而不是直接传输到多个客户端,如远程接口或管理软件。MQTT代理负责维护客户端连接和发送/接收消息。客户端设备,边缘网关和IT应用程序(或MQTT语言的发布者/订阅者)可以自由地专注于生成和使用数据。这种分工大大提高了可扩展性。随着整体系统规模的增长,边缘网关的CPU资源和带宽要求保持不变。此外,MQTT是一种轻量级协议。流行的代理实现仅消耗大约3MB的RAM和1000个连接的客户端1这种小尺寸意味着HMI可以配置为边缘网关和MQTT代理,从而减少对额外硬件的需求。
易于实施
对于希望将边缘网关合并到其系统中的控制工程师而言,HMI配置过程变得更加容易:只需创建经过身份验证的代理连接,然后选择要发布的标记。指向并单击以将标签组织到特定应用程序的主题中,将项目下载到HMI,然后启动并运行。
云数据中心支持
MQTT代理(或服务器)负责所有消息交换,没有MQTT架构,任何MQTT架构都无法运行。但是,部署集中式MQTT服务器所涉及的所有任务都可能使其看起来令人生畏:将适当的MQTT服务器列入候选名称,决定服务器位置,安装,测试,调优,维护,流量控制以及解决安全问题。但MQTT与市场上的许多主要云服务兼容。获取PLC数据并将其推送到像Amazon Web Service(AWS)和Microsoft Azure这样的集线器中心非常简单。使用云服务部署安全的MQTT服务器不仅需要很少的手动设置,而且比从头开始设置更具成本效益。此外,
支持的MQTT功能
我们易于使用的配置软件为MQTT配置提供了最大的灵活性。可调选项包括QoS,保留消息,自定义用户名/密码长度,TLS / SSL支持,对V3.1.1的支持,对JSON和RAW数据有效负载的支持,对多层主题和通配符的支持等等,全部其中包括确保与大多数MQTT代理/服务器的兼容性。
附加c MT功能
我们也是率先推出AWS loT Device Shadow服务支持的人之一。这种创新服务可以创建云中实际设备的虚拟表示,可以视为工业4.0网络物理系统的一个例子。实际上,云中的虚拟设备会密切跟踪实际设备的状态并将其状态报告给HMI。即使实际设备与网络断开连接,HMI也能够设置虚拟设备的所需状态,这有效地实现了对实际设备的远程控制,因为虚拟设备的状态与实际设备同步为默认规则重新连接。通过这种方式,AWS loT Device Shadow服务克服了仅MQTT的问题:实现远程控制的难度。 

 

此外,cMT产品支持Sparkplug B MQTT有效负载规范。Sparkplug是支持MQTT的设备和应用程序的规范,用于以有状态的方式发送和接收消息,并由使用Cirrus Link MQTT模块的Inductive Automation Ignition Platform支持。Sparkplug提供了一种机制,通过使用设备生命周期消息确保远程设备或应用程序数据是最新且有效的,例如必需的生成和必须发送的最后遗嘱和遗嘱消息,以确保设备生命周期状态和数据完整性。Sparkplug规范为任何支持MQTT的设备提供必要的详细信息,以连接到MQTT服务器,并通过Cirrus Link MQTT引擎模块或其他支持Sparkplug的应用程序将零配置集成到Ignition中。 

 

使用MQTT将您的数据发送到云端!
 



上一篇:ETX