แนวคิดของโปรโตคอล MQTT
MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) หรือที่เรียกว่าโปรโตคอล Message Queuing Telemetry Transport เป็นโปรโตคอลการสื่อสาร "น้ำหนักเบา" ตามโหมดเผยแพร่/สมัครสมาชิก เป็นโปรโตคอลการสื่อสารที่สร้างขึ้นบน TCP/IP และเปิดตัวในปี 1999 ข้อดีของ MQTT คือสามารถให้บริการส่งข้อความตามเวลาจริงและเชื่อถือได้สำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ระยะไกลโดยใช้รหัสเพียงเล็กน้อยและแบนด์วิธที่จำกัด ในฐานะที่เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบเรียลไทม์ที่มีการใช้พลังงานต่ำและการใช้งานแบนด์วิธต่ำ จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายใน Internet of Things, อุปกรณ์ขนาดเล็ก, แอปพลิเคชันมือถือ และอื่นๆ
เซิร์ฟเวอร์ MQTT (ตัวแทนข้อความ) เซิร์ฟเวอร์ MQTT ทั่วไปไม่ใช่ตู้จำนวนมากในห้องคอมพิวเตอร์มาโคร แต่ขึ้นอยู่กับการพัฒนาแพลตฟอร์ม Erlang/OTP ของซอฟต์แวร์ จากนั้นมีคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อื่น ๆ เพื่อเรียกใช้ซอฟต์แวร์นี้ เข้าใจโดยสัญชาตญาณว่าเป็นเซิร์ฟเวอร์หรือคลัสเตอร์ของเซิร์ฟเวอร์ที่ใช้ซอฟต์แวร์เซิร์ฟเวอร์ข้อความ MQTT
รูป 1-1 แสดงฟังก์ชัน:
(1) ยอมรับการเชื่อมต่อเครือข่ายจากลูกค้า
(2) ยอมรับข้อมูลที่ออกโดยลูกค้า
(3) จัดการคำขอสมัครสมาชิกและยกเลิกการสมัครจากลูกค้า
(4) ส่งต่อข้อความแอปพลิเคชันไปยังลูกค้าที่สมัครรับข้อมูล
การส่งผ่านเครือข่ายโปรโตคอล MQTT
MQTT จะสร้างการส่งผ่านเครือข่ายพื้นฐาน จะสร้างการเชื่อมต่อไคลเอ็นต์และเซิร์ฟเวอร์ และจัดเตรียมการส่งผ่านแบบสองทิศทางตามคำสั่ง แบบไม่สูญเสียข้อมูลตามไบต์สตรีม เมื่อส่งข้อมูล MQTT จะเชื่อมโยงคุณภาพการบริการ (Qos) ที่เกี่ยวข้องกับหัวข้อ
(1) หลักการของพิธีสาร
กระบวนการสื่อสารของโปรโตคอล MQTT จะต้องเสร็จสิ้นโดยทั้งไคลเอนต์และเซิร์ฟเวอร์ มีสามตัวตน: เผยแพร่ นายหน้า และสมัครสมาชิก ผู้เผยแพร่ข้อความและผู้สมัครสมาชิกสามารถเป็นลูกค้าได้ทั้งคู่ และนายหน้าข้อความคือเซิร์ฟเวอร์ MQTT
① การใช้งาน MQTT
หัวข้อ: ซึ่งสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นข้อความประเภทใด
Payload: ระบุเนื้อหาข้อความ ซึ่งเป็นเนื้อหาข้อมูลที่จะใช้
②ไคลเอนต์ MQTT
แอปพลิเคชันหรืออุปกรณ์ที่ใช้โปรโตคอล MQTT ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อเครือข่ายที่ใช้เซิร์ฟเวอร์ MQTT ใช้เพื่อเผยแพร่ข้อมูล สมัครเพื่อเผยแพร่ข้อมูล ยกเลิกการสมัครหรือลบข้อความแอปพลิเคชัน และยกเลิกการเชื่อมต่อจากเซิร์ฟเวอร์
(2) ลักษณะโปรโตคอล MQTT
โปรโตคอลได้รับการออกแบบมาเพื่อสื่อสารกับเซ็นเซอร์ระยะไกลและอุปกรณ์ควบคุมในเครือข่ายที่มีแบนด์วิธต่ำและไม่น่าเชื่อถือ มีคุณสมบัติหลักดังต่อไปนี้:
① ใช้โหมดข้อความเผยแพร่/สมัครสมาชิกเพื่อให้เผยแพร่ข้อความแบบหนึ่งต่อหลายโปรแกรมและแยกโปรแกรมแอปพลิเคชัน
② การส่งข้อความของมาสก์เนื้อหาการโหลด
③ ใช้ TCP/IP เพื่อให้การเชื่อมต่อเครือข่าย
④ คุณภาพของบริการเผยแพร่ข้อความมีอยู่สามประเภท ได้แก่ การเผยแพร่ข้อความ (Qos: 0 มากที่สุดหนึ่งครั้ง, 1 ครั้งอย่างน้อยหนึ่งครั้ง, 2 ครั้งเพียงครั้งเดียว)
⑤ เกียร์ขนาดเล็ก ความต้องการทราฟฟิกน้อย
การสื่อสารระหว่างเซิร์ฟเวอร์ MQTT และอุปกรณ์ตรวจสอบเทอร์มินัล
หลายเมตรเชื่อมต่อกับเกตเวย์เพื่อให้อุปกรณ์โต้ตอบกับเซิร์ฟเวอร์ MQTT อย่างไรก็ตาม เครื่องวัด ADW300 ซึ่งเป็นหนึ่งในเครื่องวัดซีรีส์ ADW ของเรามีฟังก์ชันอินเทอร์เน็ต รวมถึง 4G และ WIFI ซึ่งทำให้อุปกรณ์มีฟังก์ชันอินเทอร์เน็ตผ่านการ์ด IoT หรือ LAN ลดขั้นตอนเล็กน้อยในการเชื่อมต่ออุปกรณ์กับเกตเวย์และเซิร์ฟเวอร์ และตระหนักถึง Internet of Things ระดับอุตสาหกรรม
1. ADW300Wireless Energy Meter ฟังก์ชั่นหลัก:
ขนาดเล็ก
ความแม่นยำสูง: คลาส 0.5S
ฟังก์ชั่นที่หลากหลาย: ฮาร์มอนิก, การวัดอุณหภูมิ, DI/DO, การเตือน ฯลฯ
ตัวเลือกมากมายสำหรับการสื่อสาร: RS485, LoRa, NB, 4G, WiFi
CT ภายนอก
2. โปรโตคอล MQTT มาตรฐาน
① การสมัครสมาชิก
การสมัครสมาชิกรวมถึงตัวกรองหัวข้อและคุณภาพการบริการ (QoS) การสมัครสมาชิกเชื่อมโยงกับเซสชัน เซสชันสามารถมีการสมัครรับข้อมูลได้หลายรายการ การสมัครแต่ละครั้งในแต่ละเซสชันมีตัวกรองหัวข้อที่แตกต่างกัน
② เซสชัน
หลังจากที่ไคลเอ็นต์แต่ละรายสร้างการเชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์แล้ว ควรมีการโต้ตอบแบบมีสถานะระหว่างไคลเอ็นต์เซสชันและเซิร์ฟเวอร์ เซสชันมีอยู่ระหว่างเครือข่ายหรืออาจขยายการเชื่อมต่อเครือข่ายต่อเนื่องหลายครั้งระหว่างไคลเอ็นต์และเซิร์ฟเวอร์
③ ชื่อหัวข้อ
แท็กที่เชื่อมต่อกับข้อความแอปพลิเคชันที่ตรงกับการสมัครสมาชิกของเซิร์ฟเวอร์ และเซิร์ฟเวอร์จะส่งข้อความไปยังไคลเอนต์แต่ละรายที่มีการสมัครสมาชิกที่ตรงกับแท็ก
④ อัปโหลดข้อมูล
การส่งมิเตอร์ไฟฟ้าแบบไร้สายทำให้สามารถส่งสัญญาณได้น้อยและต้องการปริมาณการใช้ไฟฟ้าน้อย ขั้นตอนการอัพโหลดข้อมูลของมิเตอร์ไฟฟ้านี้ทำได้ง่าย (ดูรายละเอียดในภาคผนวก) ขั้นตอนการอัปโหลดข้อมูลที่ซ้ำซ้อนได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อส่งเสริมการอัปโหลดข้อมูลที่กำหนดเอง ประกอบด้วยข้อมูลพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าที่ใช้กันทั่วไป ความแรงของสัญญาณ ความต้องการกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่ อัตราส่วนแรงดันต่อกระแส อุณหภูมิ สถานะ DI อัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิกของแรงดันและกระแส พลังงานไฟฟ้าสูงสุดและหุบเขา และอื่นๆ
บทสรุป
กล่าวโดยสรุป ในสภาพแวดล้อมปัจจุบันของเทคโนโลยี Internet of Things เซิร์ฟเวอร์ MQTT ได้ถูกนำไปใช้โดยธุรกิจต่างๆ เนื่องจากเซิร์ฟเวอร์ MQTT และโปรโตคอล MQTT สามารถตอบสนองความต้องการด้านการจัดการอัจฉริยะของพวกเขาได้ โรงงานผลิตบางแห่งของหลาย ๆ องค์กรจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ไร้สายเพื่อตรวจสอบสถานะการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้า และโรงงานการผลิตขององค์กรส่วนใหญ่จะมีอุปกรณ์ไฟฟ้าอิสระกระจัดกระจาย หากอุปกรณ์แต่ละชิ้นติดตั้งเกตเวย์ ต้นทุนของการเปลี่ยนแปลงเป็นจำนวนเงินที่มาก ของเงินทุน . ดังนั้น เพื่อประหยัดค่าใช้จ่าย องค์กรส่วนใหญ่มักจะติดตั้งชุดมิเตอร์ไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ตรวจสอบแบบไร้สาย -- ADW300 ผ่าน CT พารามิเตอร์อุปกรณ์ต่างๆ ของสายเคเบิลและสายการผลิตจะถูกรวบรวม ส่วนใหญ่รวมถึงข้อมูลพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า เช่น กระแสและแรงดัน และข้อมูลที่ได้รับจะถูกอัปโหลดไปยังคลาวด์เซิร์ฟเวอร์ MQTT แบบเรียลไทม์ จากนั้นสมัครสมาชิกเซิร์ฟเวอร์ MQTT ผ่านแพลตฟอร์มและฐานข้อมูลของ Internet of Things เพื่อรับข้อมูลของอุปกรณ์ตรวจสอบเทอร์มินัล ตระหนักถึงการสื่อสารสองทางระหว่างเทอร์มินัลกับคลาวด์ และสร้างช่องทางข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ ข้อมูลที่ได้รับจะถูกเก็บไว้ในฐานข้อมูลคลาวด์ของเซิร์ฟเวอร์ MQTT ซึ่งสามารถรับประกันความปลอดภัยของข้อมูลและสร้างระบบการจัดการพลังงานและการแสดงผล ด้วยเทคโนโลยีคลาวด์ บิ๊กดาต้า และอินเทอร์เน็ต ข้อมูลที่ได้รับจะแสดงเบื้องหน้า และผู้ใช้สามารถตรวจสอบข้อมูลพลังงานของอุปกรณ์และสายเคเบิลได้แบบเรียลไทม์โดยการเข้าสู่ระบบในแอพมือถือและหน้าเว็บ