Lean IoT protokoll Hogyan működik az MQTT; Kommunikáció; Electronicsnet

2017. december 8., 13:53 | Írta: Obermaier Dominik

lean

A lean IoT protokoll Az MQTT központi szerepet játszik az IoT eszközök hálózatba szervezésében. Eszközök százezreit lehet hálózatba kötni egyszerű alapelvekkel.

Több száz, ezer vagy akár több százezer eszköz hálózatba kapcsolása számos dologi internet-projekt központi kihívása. Ezzel a méretezéssel a kiszolgálói oldalon lévő hagyományos kliens-szerver szoftverarchitektúrák és kommunikációs protokollok gyakran elérik a határaikat. A kliens oldalon viszont gyakran gyenge kapcsolatminőségre lehet számítani, különösen akkor, ha az adatokat cellás hálózatokon keresztül továbbítják.

Az MQTT szabványosított és nyitott IoT protokoll az egyik legnépszerűbb szabvány a hálózati eszközökhöz a Dolgok Internetében, mivel a protokoll olyan kérdésekre ad választ, mint a méretezés, a megbízható adatátvitel megbízhatatlan kommunikációs csatornákon keresztül és a szabványosított biztonsági intézkedések. Az MQTT egy úgynevezett üzenetküldési protokoll, ezért üzenetközpontú kommunikációt kínál. Karcsúsága és egyszerűsége miatt számos olyan projektben használják, amelyekben más protokollok, például az OPC UA túl nehézek, túl sok felesleges funkciót kínálnak vagy túl összetettek az adott alkalmazáshoz.

Egyszer saját tulajdonú

Az MQTT-t az IBM és az Arcom fejlesztette ki 1999-ben az olajvezetékek műholdas kapcsolatokon keresztüli összekapcsolására. A cél egy olyan protokoll létrehozása volt, amely a lehető legnagyobb sávszélesség-hatékony és energiatakarékos. Maga a protokoll évek óta saját tulajdonú volt, és számos SCADA-forgatókönyvben használták. 2010-ben az IBM kiadta az MQTT 3.1 specifikáció licencmentesen, ami számos saját és ingyenes szoftverterméket eredményezett mind a szerver, mind az ügyfél számára. 2013-ban megkezdődött az MQTT hivatalos szabványosítása - többek között olyan vállalatokkal, mint az IBM, a Cisco, a Software AG és a dc-square. Az MQTT ma már ISO szabvány (ISO/IEC 20922: 2016) és OASIS szabvány, ezért nyíltan és szabadon elérhető.

Az MQTT mint kommunikációs protokoll népszerűségének okai a dolgok internetének mai kihívásaira számos protokolltulajdonságban rejlenek:

  • A protokoll egyszerűsége
  • Sávszélesség hatékonyság
  • Skálázhatóság akár több millió hálózati eszközzel
  • A protokoll szabványosított és 100% -ban nyitott
  • A kommunikáció eseményvezérelt
  • Az MQTT adat-agnosztikus és bináris

Tulajdonságai miatt az MQTT-t világszerte számos iparágban alkalmazzák a legkülönfélébb alkalmazásokban: a csatlakoztatott autóktól a katonai alkalmazásokig, az ipari eszközök hálózatba szervezéséig, az irányításhoz
a drónoktól kezdve az egyszerű mobileszközökről és számítógépektől származó adatcseréig. A használati esetek többségében közös az, hogy internetkapcsolatot használnak (főként mobilhálózaton keresztül), és az alacsony késleltetés még alacsony sávszélesség mellett is elemi.

Az MQTT nem ír le semmilyen adatot szemantikailag (például OPC UA), és tiszta adatátviteli protokoll. A UNIX „csinálj egyet és jól csináld” elvét követi, ezért rendkívül rugalmasan használható, mivel „csak” meghatározza az alkalmazás szállítási réteget. Ezért használják ritkábban a tipikus Industry 4.0 alkalmazásokban, mivel itt gyakran szükség van szemantikai rétegre, és gyakran nincs kommunikáció az interneten keresztül.

1. ábra. Az OSI réteg modellben az MQTT az alkalmazás szintjén található. A 4. rétegben feltétlenül TCP szükséges, mert kapcsolatorientáltan működik.