MQTT 協(xié)議：機(jī)器對(duì)機(jī)器通信的解決方案？

遙測(cè)在通信科學(xué)領(lǐng)域是一個(gè)相對(duì)古老的概念。上世紀(jì)初，傳感器獲得了遠(yuǎn)距離發(fā)送信號(hào)的能力，使科學(xué)家能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)器和其他活動(dòng)?？爝M(jìn)到最近，當(dāng)有了計(jì)算機(jī)處理器時(shí)，機(jī)器可以處理從傳感器和其他機(jī)器發(fā)送的數(shù)據(jù)，從而創(chuàng)建機(jī)器對(duì)機(jī)器 (M2M) 通信。當(dāng)今因特網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)和信息通信的廣泛使用推動(dòng)了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的需求。

物聯(lián)網(wǎng)根據(jù)其用途可以具有不同的含義。出于商業(yè)和工業(yè)目的，這個(gè)概念可以分為兩個(gè)領(lǐng)域：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 和物聯(lián)網(wǎng) (IoT)。兩者之間的一些主要區(qū)別是：

物聯(lián)網(wǎng)適用于許多細(xì)分市場(chǎng)，包括消費(fèi)品、農(nóng)業(yè)、制造和醫(yī)療保健，而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)則側(cè)重于工業(yè)應(yīng)用，例如制造和能源。IIoT 是更大、更通用的 IoT 的較小子集。

物聯(lián)網(wǎng)關(guān)注人類消費(fèi)者。IIoT 渴望訪問(wèn)盡可能多的數(shù)據(jù)，以微調(diào)工業(yè)流程并最大限度地提高供應(yīng)鏈的效率。

雖然 IoT 會(huì)生成大量可以改善消費(fèi)者體驗(yàn)的數(shù)據(jù)，但 IIoT 數(shù)據(jù)的數(shù)量要多得多，并且對(duì)于流程成功和利益相關(guān)者安全而言可能更為重要。

IoT 和 IIoT 向前發(fā)展的主要挑戰(zhàn)是如何處理收集到的大量數(shù)據(jù)。

MQTT 到底是什么？

這是我第一次接觸到一個(gè)非常有趣的主題時(shí)的反應(yīng)。首字母縮寫詞的意思是：

消息：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，MQTT 涉及數(shù)據(jù)源向“代理”發(fā)布消息。然后代理將消息數(shù)據(jù)分派給所有訂閱了來(lái)自該確切來(lái)源的數(shù)據(jù)標(biāo)簽的設(shè)備。

隊(duì)列（或排隊(duì)）：盡管名稱中有“隊(duì)列”一詞，但 MQTT 并不是基于隊(duì)列的協(xié)議。顯然，這個(gè)術(shù)語(yǔ)在整個(gè)世代協(xié)議的遺產(chǎn)中一直未被使用。

遙測(cè)：IoT 和 IIoT 的關(guān)鍵，數(shù)據(jù)傳輸是遙測(cè)的核心。

傳輸：數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)集中式集線器/代理從點(diǎn)到點(diǎn)發(fā)生。

MQTT 是一個(gè)簡(jiǎn)單的中心輻射系統(tǒng)：傳感器、應(yīng)用程序和設(shè)備通過(guò)在數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的中央代理進(jìn)行通信。設(shè)備不會(huì)嘗試在它們之間進(jìn)行通信，因?yàn)樗袛?shù)據(jù)都通過(guò)代理進(jìn)行定向。MQTT 對(duì)處理要求很輕，因此非常適合帶寬和延遲受限網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用程序，例如制造環(huán)境中常見(jiàn)的應(yīng)用程序。MQTT 會(huì)話簡(jiǎn)單快捷：連接、身份驗(yàn)證、通信和終止。隨著數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)，協(xié)議的簡(jiǎn)單性和“輕量級(jí)”有助于提高可擴(kuò)展性。MQTT 非常適合包含許多簡(jiǎn)單傳感器（例如輸電線路、管道或化石燃料井）的大型遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。

廣泛的應(yīng)用

除了監(jiān)控遙遠(yuǎn)的輸油管道和其他能源傳輸資產(chǎn)的能力外，MQTT 緊湊、低帶寬的特性還適用于許多其他用途。包括供暖、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC)、照明、智能電器和安全系統(tǒng)在內(nèi)的家庭自動(dòng)化應(yīng)用程序已采用 MQTT（圖 1）。家庭園藝可以通過(guò)光、溫度和濕度傳感器發(fā)送的信息獲得高科技，這些信息發(fā)送給適當(dāng)?shù)挠脩?，這些用戶反過(guò)來(lái)相應(yīng)地自動(dòng)調(diào)整澆水程序。極客們甚至可以對(duì) Arduino ?進(jìn)行編程或 Raspberry Pi? 使用 MQTT 協(xié)議控制圣誕燈飾。醫(yī)療監(jiān)控器、交通網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、資產(chǎn)跟蹤、環(huán)境合規(guī)性檢查、氣候數(shù)據(jù)記錄和自動(dòng)售貨亭監(jiān)控都是使用 MQTT 的示例。

圖 1：家庭自動(dòng)化是 MQTT 的用途之一。

包起來(lái)

及時(shí)準(zhǔn)確的信息有助于提高消費(fèi)者 (IoT) 和制造 (IIoT) 領(lǐng)域的性能。隨著越來(lái)越多的數(shù)據(jù)可供解釋和使用，建立信息共享協(xié)議和方法將變得至關(guān)重要。在 M2M 通信領(lǐng)域，MQTT 正在確立自己作為領(lǐng)先協(xié)議的地位，因?yàn)樗岣吡丝蓴U(kuò)展性，同時(shí)最大限度地減少了物理制造領(lǐng)域普遍存在的長(zhǎng)延遲、低帶寬和傳輸中斷的影響。

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審核編輯黃昊宇