Combinaison du protocole MQTT et des équipements de surveillance des terminaux
Le protocole MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), également appelé Message Queuing Telemetry Transport, est un protocole de communication léger basé sur le modèle publication/abonnement. Développé sur le protocole TCP/IP, il a été lancé en 1999. L'avantage du MQTT réside dans sa capacité à fournir un service de messagerie fiable et en temps réel pour la connexion d'appareils distants, avec un minimum de code et une bande passante limitée. En tant que protocole de communication en temps réel à faible consommation d'énergie et de bande passante, il est largement utilisé dans l'Internet des objets, les petits appareils, les applications mobiles, etc.
Serveur MQTT (proxy de messages). Un serveur MQTT classique ne se compose pas d'un ensemble d'armoires dans une salle informatique, mais d'un logiciel développé sur la plateforme Erlang/OTP. Ce logiciel est ensuite exécuté sur des ordinateurs et autres périphériques. On peut le comprendre intuitivement comme un serveur, ou un cluster de serveurs, exécutant un logiciel de serveur de messages MQTT.
Les principales fonctions sont illustrées dans la figure 1-1.
(1) Accepter les connexions réseau des clients
(2) Accepter les informations publiées par le client
(3) Traitement des demandes d'abonnement et de désabonnement des clients
(4) Transmettre les messages de l'application aux clients abonnés.
(1)MQTT assure la mise en place du réseau de transmission sous-jacent. Il établit la connexion entre le client et le serveur et garantit une transmission bidirectionnelle ordonnée et sans perte, basée sur un flux d'octets. Lors de l'envoi de données, MQTT associe la qualité de service (QoS) et le nom du sujet.
Le processus de communication du protocole MQTT nécessite la collaboration du client et du serveur. Trois rôles sont impliqués : l’éditeur, le courtier et l’abonné. L’éditeur et l’abonné peuvent être des clients, et le courtier est le serveur MQTT.
① Implémentation de MQTT
Sujet : sujet, qui peut être compris comme le type de message ;
Charge utile : contenu du message, qui peut être compris comme le contenu spécifique des données à utiliser
② Client MQTT
Une application ou un appareil utilisant le protocole MQTT. Il s'agit d'une connexion réseau basée sur un serveur MQTT. Ce protocole est souvent utilisé pour publier des informations, s'abonner à la publication d'informations, se désabonner ou supprimer des messages d'application et se déconnecter du serveur.
① Utilisez le mode de publication/abonnement pour fournir une publication de messages un à plusieurs et découpler les applications.
② Transmission de messages qui protège le contenu chargé.
③ Utiliser TCP/IP pour assurer la connectivité réseau.
④ Il existe trois niveaux de qualité de service pour la publication des messages. Publication des messages (QoS : 0 au plus une fois, 1 au moins une fois, 2 une seule fois)
⑤ Faible transmission et faible demande de trafic.
De nombreux compteurs électriques sont connectés à une passerelle, permettant ainsi l'interaction avec le serveur MQTT. Parmi les différents modèles de la série ADW, le compteur ADW300 offre un accès Internet via 4G et Wi-Fi. Grâce à une carte réseau IoT ou un réseau local (LAN), il peut se connecter à Internet, simplifiant ainsi le processus de connexion à la passerelle puis au serveur et facilitant la mise en œuvre de l'Internet des objets industriel (IIoT).
(1)compteur sans fil ADW300Cet appareil est principalement utilisé pour mesurer l'énergie électrique active triphasée des réseaux basse tension. Il présente l'avantage d'être compact, précis, riche en fonctionnalités et offre de nombreux modes de communication. Il prend en charge la communication RS485 ainsi que les protocoles LoRa, NB, 4G, Wi-Fi et autres modes sans fil. Il intègre également un mode d'échantillonnage du courant via un transformateur externe, facilitant ainsi son installation et son utilisation dans diverses situations. Son installation flexible dans le coffret de distribution électrique permet de répondre aux besoins de mesure de l'énergie électrique des sous-produits, de supervision de l'exploitation et de la maintenance, ou encore de surveillance de la puissance dans différentes zones et pour différentes charges.
①Abonnement
Les abonnements incluent des filtres thématiques et la qualité de service. Un abonnement est associé à une session. Une session peut contenir plusieurs abonnements. Chaque abonnement au sein d'une même session possède un filtre thématique différent.
2e session
Une fois la connexion établie entre chaque client et le serveur, une interaction avec état est nécessaire entre le client et le serveur. La session s'établit entre le client et le réseau, ou peut s'étendre sur plusieurs connexions réseau continues entre le client et le serveur.
③ Nom du sujet
Connectez-vous à l'étiquette d'un message d'application. Cette étiquette correspond à l'abonnement du serveur. Le serveur enverra le message à chaque client abonné à cette étiquette.
④Téléchargement des données
La transmission sans fil du compteur permet de réduire la consommation de données. Le processus de chargement des données est simple (voir l'annexe pour plus de détails). Les étapes de chargement redondantes sont optimisées pour faciliter le chargement de données personnalisées, notamment les paramètres électriques courants, la puissance du signal, la consommation d'énergie active, le rapport tension/courant, la température, l'état DI, le taux de distorsion harmonique de la tension et du courant, ainsi que les valeurs de crête et de creux de l'énergie électrique.
En résumé, dans le contexte actuel de l'Internet des objets, les serveurs MQTT sont de plus en plus utilisés par les entreprises, car ils répondent à leurs besoins de gestion intelligente. Dans certains ateliers de production, les armoires de distribution nécessitent des équipements sans fil pour surveiller l'état de fonctionnement des équipements électriques, alors que la plupart des ateliers sont équipés d'équipements électriques décentralisés et indépendants. Installer une passerelle sur chaque équipement engendrerait des coûts de transformation très élevés. Par conséquent, afin de réduire les coûts, la plupart des entreprises installent des compteurs électriques ADW300 pour la surveillance sans fil des équipements électriques. Ces compteurs collectent divers paramètres des câbles et des lignes de production grâce à des capteurs, notamment des données électriques telles que le courant et la tension. Les données obtenues sont ensuite téléchargées en temps réel sur un serveur MQTT. L'entreprise s'abonne ensuite aux sujets MQTT via une plateforme et une base de données IoT afin d'obtenir les données des équipements de surveillance. Une communication bidirectionnelle est ainsi établie entre les terminaux et le cloud, créant un canal de données performant. Les données sont stockées dans la base de données du serveur MQTT, garantissant leur sécurité. Un système de gestion et d'affichage de l'énergie est mis en place, permettant de visualiser les données collectées grâce au cloud, au big data et à Internet. Les utilisateurs peuvent se connecter à l'application mobile et accéder aux données de surveillance en temps réel des équipements et des câbles.
Date de publication : 31 octobre 2022
