דיון על השילוב של MQTT

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), הידוע גם בשם Message Queuing Telemetry Transport protocol, הוא פרוטוקול תקשורת "קל משקל" המבוסס על מצב פרסום/הרשמה. זהו פרוטוקול תקשורת שנבנה על TCP/IP ושוחרר בשנת 1999. היתרון של MQTT הוא בכך שהוא יכול לספק בזמן אמת שירותי הודעות אמינים לחיבור מכשירים מרוחקים עם מעט קוד ורוחב פס מוגבל. כפרוטוקול תקשורת בזמן אמת עם צריכת אנרגיה נמוכה ותפיסה נמוכה ברוחב פס, נעשה בו שימוש נרחב באינטרנט של הדברים, מכשירים קטנים, יישומים ניידים וכן הלאה.

שרת MQTT (סוכן הודעות), שרת ה-MQTT הנפוץ הוא לא חבורה של ארונות בחדר מחשבי המאקרו, אלא מבוסס על פיתוח פלטפורמת Erlang/OTP של תוכנה, ואז יש מחשבים והתקנים אחרים להפעיל את התוכנה הזו. מובן באופן אינטואיטיבי כשרת או אשכול שרתים המריצים תוכנת שרת הודעות MQTT.

איור 1-1 מציג את הפונקציות:

(1) קבל חיבורי רשת מלקוחות

(2) קבל את המידע שפרסם הלקוח

(3) לטפל בבקשות הרשמה וביטול מנוי מלקוחות

(4) העברת הודעות אפליקציה ללקוחות רשומים.

MQTT יבנה את תעבורת הרשת הבסיסית, היא תקים את חיבורי הלקוח והשרת, ותספק שידור דו-כיווני מסודר, ללא הפסדים, המבוסס על זרם בתים. בעת שליחת נתונים, MQTT תשייך את איכות השירות (Qos) הקשורה לנושא.

(1) עקרון הפרוטוקול

תהליך התקשורת של פרוטוקול MQTT צריך להסתיים על ידי הלקוח והשרת כאחד. ישנן שלוש זהויות: פרסם, ברוקר ומנוי. מפרסם ההודעות והמנוי יכולים להיות שניהם לקוחות, ומתווך ההודעות הוא שרת MQTT.

① יישום MQTT

נושא: מה שניתן להבין כסוג המסר;

מטען: מציין את תוכן ההודעה, שהוא תוכן הנתונים שיש להשתמש בו

②MQTT לקוח

יישום או התקן המשתמשים בפרוטוקול MQTT, שהוא חיבור רשת המבוסס על שרת MQTT, משמש לפרסום מידע, הרשמה לפרסום מידע, ביטול מנוי או מחיקת הודעות אפליקציה, והתנתקות מהשרת.

(2) מאפייני פרוטוקול MQTT

הפרוטוקול נועד לתקשר עם חיישנים מרוחקים ושליטה בהתקנים ברוחב פס נמוך, רשתות לא אמינות. יש לו את התכונות העיקריות הבאות:

① השתמש במצב פרסום/הרשמה להודעות כדי לספק פרסום הודעות אחד לרבים וניתוק תוכניות יישומים.

② העברת ההודעה של מסכת תוכן הטעינה.

③ השתמש ב-TCP/IP כדי לספק חיבורי רשת.

④ ישנם שלושה סוגים של איכות שירות של פרסום הודעות, פרסום הודעות (שאלות: 0 לכל היותר פעם אחת, 1 לפחות פעם אחת, 2 פעם אחת בלבד)

⑤ שידור קטן, דרישת תנועה קטנה.

מטרים רבים מתחברים לשערים כדי לאפשר למכשירים ליצור אינטראקציה עם שרתי MQTT. עם זאת, מד ADW300, אחד ממדדי סדרת ADW שלנו, כולל את פונקציית האינטרנט עצמה, כולל 4G ו-WIFI, המאפשרים למכשיר לתפקד באינטרנט דרך כרטיס ה-IoT או ה-LAN. צמצמו את התהליך הטריוויאלי של חיבור המכשיר לשער ולאחר מכן לשרת, ותממשו את האינטרנט התעשייתי של הדברים.

1. מד אנרגיה אלחוטי ADW300 פונקציות עיקריות:

מידה קטנה

דיוק גבוה: Class 0.5S

פונקציות עשירות: הרמונית, מדידת טמפרטורה, DI/DO, אזעקה וכו'.

אפשרויות רבות לתקשורת: RS485, LoRa, NB, 4G, WiFi

CT חיצוני

2. פרוטוקול MQTT מתוקנן

① מנוי

המינויים כוללים מסנני נושא ואיכות שירות (QoS). מנוי משויך להפעלה. הפעלה יכולה להכיל מספר מנויים. לכל מנוי בכל הפעלה יש מסנן נושא שונה.

② סשן

לאחר שכל לקוח יוצר חיבור עם השרת, צריכה להיות אינטראקציה מצבית בין לקוח הפגישה לשרת. ההפעלה קיימת בין רשת או עשויה להשתרע על מספר חיבורי רשת רציפים בין הלקוח לשרת.

③ שם הנושא

תג המחובר להודעת אפליקציה התואמת את המנוי של השרת והשרת שולח את ההודעה לכל לקוח שהמנוי שלו מתאים לתג

④ העלאת נתונים

השידור האלחוטי של מד החשמל משיג שידור קטן ודרישת תנועה קטנה. תהליך העלאת הנתונים של מד חשמל זה הוא פשוט. (ראה נספח לפרטים) שלבי העלאת הנתונים המיותרים מותאמים לקידום העלאת נתונים מותאמת אישית. הוא כולל נתוני פרמטרים חשמליים בשימוש נפוץ, עוצמת האות, דרישת הספק פעיל, יחס מתח-זרם, טמפרטורה, מצב DI, קצב עיוות הרמוני מתח-זרם, אנרגיה חשמלית של שיא ועמק וכן הלאה.

לסיכום, בסביבה הנוכחית של טכנולוגיית האינטרנט של הדברים, שרת MQTT אומץ על ידי עסקים שונים, מכיוון ששרת MQTT ופרוטוקול MQTT יכולים לענות על צורכי הניהול החכם שלהם. כמה סדנאות ייצור של ארגונים רבים צריכות להשתמש בציוד אלחוטי כדי לפקח על מצב העבודה של ציוד חשמלי, וסדנאות הייצור של ארגונים מפוזרות לרוב ציוד חשמלי עצמאי, אם כל ציוד מותקן שער, עלות הטרנספורמציה היא כמות גדולה של הון . לכן, כדי לחסוך בעלויות, רוב הארגונים מתקינים לעתים קרובות אצווה של מדי חשמל עבור ציוד ניטור אלחוטי -- ADW300. באמצעות CT נאספים פרמטרים שונים של ציוד של כבלים וקווי ייצור, הכוללים בעיקר נתוני פרמטרים חשמליים כגון זרם ומתח, והנתונים המתקבלים מועלים לענן השרתים של MQTT בזמן אמת. לאחר מכן הירשם לנושא שרת MQTT דרך פלטפורמת האינטרנט של הדברים ומסד הנתונים כדי להשיג את הנתונים של ציוד ניטור מסוף, לממש את התקשורת הדו-כיוונית בין המסוף לענן ולבנות ערוץ נתונים רב עוצמה. הנתונים המתקבלים מאוחסנים במסד הנתונים בענן של שרת MQTT, אשר יכול להבטיח את אבטחת הנתונים ולבנות את מערכת ניהול החשמל והתצוגה. באמצעות טכנולוגיית ענן, ביג דאטה ואינטרנט, הנתונים המתקבלים יוצגו בחזית, והמשתמשים יכולים לנטר את נתוני ההספק של ציוד וכבלים בזמן אמת על ידי כניסה לאפליקציה הסלולרית ולדף האינטרנט.