Die Kombination aus MQTT-Protokoll und Terminalüberwachungsgeräten
Das MQTT-Protokoll (Message Queuing Telemetry Transport), auch bekannt als Message Queuing Telemetry Transport, ist ein ressourcenschonendes Kommunikationsprotokoll, das auf dem Publish/Subscribe-Prinzip basiert. Es baut auf dem TCP/IP-Protokoll auf und wurde 1999 veröffentlicht. Der Vorteil von MQTT liegt darin, dass es mit geringem Programmieraufwand und begrenzter Bandbreite zuverlässige Echtzeit-Nachrichtendienste für die Verbindung entfernter Geräte bereitstellt. Als energie- und bandbreitenarmes Echtzeit-Kommunikationsprotokoll findet es breite Anwendung im Internet der Dinge (IoT), bei kleinen Geräten, mobilen Anwendungen usw.
MQTT-Server (Nachrichtenproxy). Ein typischer MQTT-Server besteht nicht aus einer Ansammlung von Serverschränken im Rechenzentrum, sondern aus einer Software, die auf der Erlang/OTP-Plattform entwickelt wurde. Darauf laufen dann Computer und andere Geräte. Man kann sich das intuitiv als Server oder Servercluster vorstellen, auf dem die MQTT-Nachrichtenserver-Software ausgeführt wird.
Die Hauptfunktionen sind in Abbildung 1-1 dargestellt.
(1) Netzwerkverbindungen von Clients akzeptieren
(2) Die vom Kunden veröffentlichten Informationen akzeptieren.
(3) Bearbeitung von Abonnement- und Abmeldeanfragen von Kunden
(4) Anwendungsnachrichten an abonnierte Kunden weiterleiten.
(1)MQTT stellt die zugrundeliegende Netzwerkübertragung her. Es verbindet Client und Server und ermöglicht eine geordnete, verlustfreie, bytebasierte Zwei-Wege-Übertragung. Beim Senden von Daten ordnet MQTT die entsprechende Dienstgüte (QoS) und den Themennamen zu.
Der Kommunikationsprozess über das MQTT-Protokoll erfordert die gemeinsame Durchführung durch Client und Server. Es gibt drei Rollen: Publisher, Broker und Subscriber. Sowohl Publisher als auch Subscriber können Clients sein, der Message Broker ist der MQTT-Server.
① Implementierung von MQTT
Thema: Thema, das als die Art der Nachricht verstanden werden kann;
Nutzlast: Nachrichteninhalt, der als der spezifische Dateninhalt verstanden werden kann, der verwendet werden soll.
② MQTT-Client
Eine Anwendung oder ein Gerät, das das MQTT-Protokoll verwendet. Es handelt sich um eine Netzwerkverbindung, die auf einem MQTT-Server basiert. MQTT wird häufig verwendet, um Informationen zu veröffentlichen, das Abonnieren von Veröffentlichungen zu abonnieren, das Abbestellen oder Löschen von Anwendungsnachrichten sowie das Trennen der Verbindung zum Server.
① Nutzen Sie den Publish/Subscribe-Nachrichtenmodus, um eine Eins-zu-Viele-Nachrichtenveröffentlichung zu ermöglichen und Anwendungen zu entkoppeln.
② Nachrichtenübertragung, die den Ladeinhalt abschirmt.
③ Verwenden Sie TCP/IP, um eine Netzwerkverbindung herzustellen.
④ Es gibt drei Arten von Dienstqualitäten für die Nachrichtenveröffentlichung. Nachrichtenveröffentlichung (QoS: 0 höchstens einmal, 1 mindestens einmal, 2 nur einmal)
⑤ Geringe Übertragungs- und Verkehrsnachfrage.
Viele Stromzähler sind mit einem Gateway verbunden, über das die Geräte mit dem MQTT-Server kommunizieren. Der Stromzähler ADW300 der ADW-Serie verfügt über 4G- und WLAN-Internetzugang. Dadurch wird die Vernetzung der Geräte über eine IoT-Netzwerkkarte oder ein LAN ermöglicht. Dies vereinfacht die Verbindung der Geräte mit dem Gateway und dem Server und realisiert das industrielle IoT.
(1)Funkmessgerät ADW300Das Gerät dient hauptsächlich zur Messung der dreiphasigen Wirkenergie in Niederspannungsnetzen. Es zeichnet sich durch seine geringe Größe, hohe Genauigkeit, umfangreiche Funktionen und vielfältige Kommunikationsmöglichkeiten aus. Es unterstützt RS485 sowie LoRa, NB, 4G, WLAN und weitere drahtlose Kommunikationsmodi. Zusätzlich bietet es einen Stromabtastmodus für externe Transformatoren, was die Installation und den Einsatz in verschiedenen Anwendungsbereichen vereinfacht. Es lässt sich flexibel im Stromverteilerkasten installieren und erfüllt so die Anforderungen an die elektrische Energiemessung, die Betriebs- und Wartungsüberwachung sowie die Leistungsüberwachung in unterschiedlichen Bereichen und bei verschiedenen Lasten.
①Abonnement
Abonnements umfassen Themenfilter und Dienstgüte. Ein Abonnement ist einer Sitzung zugeordnet. Eine Sitzung kann mehrere Abonnements enthalten. Jedes Abonnement in jeder Sitzung verfügt über einen anderen Themenfilter.
②Sitzung
Nachdem jeder Client eine Verbindung zum Server hergestellt hat, ist eine zustandsbehaftete Interaktion zwischen Client und Server erforderlich. Die Sitzung besteht zwischen der Sitzung und einem Netzwerk oder kann sich über mehrere zusammenhängende Netzwerkverbindungen zwischen Client und Server erstrecken.
③ Themenname
Verbindet sich mit dem Label einer Anwendungsnachricht. Das Label entspricht dem Abonnement des Servers. Der Server sendet die Nachricht an jeden Client, der das entsprechende Label abonniert hat.
④Daten-Upload
Die drahtlose Übertragung des Zählers ermöglicht geringe Übertragungs- und Durchflussanforderungen. Der Daten-Upload ist einfach. (Details siehe Anhang.) Die redundanten Daten-Upload-Schritte sind optimiert, um einen benutzerdefinierten Daten-Upload zu ermöglichen. Dieser umfasst gängige elektrische Parameter wie Signalstärke, Wirkleistungsbedarf, Spannungs-Strom-Verhältnis, Temperatur, DI-Zustand, Oberschwingungsanteil der Spannung und des Stroms, elektrische Spitzen- und Talwerte usw.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass MQTT-Server im aktuellen Umfeld des Internets der Dinge (IoT) von verschiedenen Unternehmen zunehmend eingesetzt werden, da sie deren Anforderungen an intelligentes Management erfüllen. In einigen Produktionshallen vieler Unternehmen ist die Überwachung des Betriebszustands elektrischer Anlagen über drahtlose Geräte in den Verteilerschränken erforderlich, während die meisten Produktionshallen dezentral und mit unabhängigen elektrischen Anlagen ausgestattet sind. Würde jede Anlage mit einem Gateway ausgestattet, wären die Umrüstungskosten sehr hoch. Um Kosten zu sparen, installieren die meisten Unternehmen daher häufig mehrere Stromzähler zur drahtlosen Überwachung elektrischer Anlagen (ADW300). Mithilfe von Sensoren erfassen sie verschiedene Anlagenparameter von Kabeln und Produktionslinien, hauptsächlich elektrische Parameter wie Stromstärke und Spannung. Die erfassten Daten werden in Echtzeit an einen MQTT-Server in der Cloud hochgeladen. Anschließend können sie über eine IoT-Plattform und Datenbank MQTT-Server-Themen abonnieren. So erhalten die Endgeräte der Überwachungsgeräte Daten, eine bidirektionale Kommunikation zwischen Endgerät und Cloud wird realisiert und ein leistungsstarker Datenkanal aufgebaut. Die erfassten Daten werden in der Cloud-Datenbank des MQTT-Servers gespeichert, um die Datensicherheit zu gewährleisten. Ein Energiemanagement- und Anzeigesystem wird implementiert und die erfassten Daten werden mithilfe von Cloud-Technologie, Big Data und dem Internet in der mobilen App oder auf Computerseiten angezeigt, um Echtzeitdaten zu Überwachungsgeräten und Kabelstrom einzusehen.
Veröffentlichungsdatum: 31. Oktober 2022
