Połączenie protokołu MQTT i sprzętu do monitorowania terminali
Protokół MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), znany również jako Message Queuing Telemetry Transport, to „lekki” protokół komunikacyjny oparty na trybie publikacji/subskrypcji. Jest to protokół komunikacyjny oparty na protokole Tcp/IP, wydany w 1999 roku. Zaletą MQTT jest możliwość zapewnienia niezawodnej obsługi wiadomości w czasie rzeczywistym, umożliwiającej łączenie urządzeń zdalnych przy użyciu niewielkiej ilości kodu i ograniczonej przepustowości. Jako protokół komunikacyjny czasu rzeczywistego o niskim zużyciu energii i niskim zajęciu przepustowości, jest szeroko stosowany w Internecie Rzeczy, małych urządzeniach, aplikacjach mobilnych itp.
Serwer MQTT (serwer proxy komunikatów). Typowy serwer MQTT to nie kilka szaf w pomieszczeniu z komputerami makro, ale oprogramowanie opracowane na platformie Erlang/OTP. Następnie istnieją komputery i inne urządzenia, na których działa to oprogramowanie. Intuicyjnie jest on rozumiany jako serwer lub klaster serwerów z oprogramowaniem serwera komunikatów MQTT.
Główne funkcje przedstawiono na rysunku 1-1.
(1) Akceptuj połączenia sieciowe od klientów
(2) Akceptuj informacje opublikowane przez Klienta
(3) Przetwarzanie żądań subskrypcji i wypisania się z subskrypcji od klientów
(4) Przekazywanie wiadomości aplikacyjnych klientom zapisanym na listę.
(1)MQTT zbuduje podstawową transmisję sieciową. Nawiąże połączenie między klientem a serwerem i zapewni uporządkowaną, bezstratną, dwukierunkową transmisję opartą na strumieniu bajtów. Podczas przesyłania danych, MQTT powiąże powiązaną jakość usługi (QoS) z nazwą tematu.
Proces komunikacji protokołu MQTT musi być realizowany wspólnie przez klienta i serwer. Istnieją trzy tożsamości: wydawca, broker i subskrybent. Wydawca i subskrybent wiadomości mogą być klientami, a broker wiadomości jest serwerem MQTT.
① Implementacja MQTT
Temat: temat, który można rozumieć jako rodzaj wiadomości;
Ładunek: treść wiadomości, którą można rozumieć jako konkretną zawartość danych, która ma zostać użyta
② Klient MQTT
Aplikacja lub urządzenie korzystające z protokołu MQTT. Jest to połączenie sieciowe oparte na serwerze MQTT. Jest często używane do publikowania informacji, subskrybowania publikacji informacji, anulowania subskrypcji lub usuwania wiadomości aplikacji oraz rozłączania się z serwerem.
① Użyj trybu publikacji/subskrypcji wiadomości, aby zapewnić publikację wiadomości jeden do wielu i rozdzielić aplikacje.
② Przesyłanie wiadomości, które chroni zawartość ładunku.
③ Użyj protokołu Tcp/IP, aby zapewnić łączność sieciową.
④ Istnieją trzy rodzaje jakości usługi publikowania wiadomości. Publikowanie wiadomości (QoS: 0 maksymalnie raz, 1 co najmniej raz, 2 tylko raz)
⑤ Mała przekładnia i małe zapotrzebowanie na ruch.
Wiele liczników energii elektrycznej jest podłączonych do bramy, która umożliwia interakcję urządzenia z serwerem MQTT. Wśród liczników z serii ADW, jeden z kilku typów liczników energii elektrycznej, licznik energii elektrycznej ADW300, posiada funkcję dostępu do internetu 4G i Wi-Fi. Umożliwiają one urządzeniom korzystanie z funkcji sieciowych za pośrednictwem karty sieciowej IoT lub sieci LAN, redukując trywialny proces podłączania urządzenia do bramy, a następnie do serwera, i realizując przemysłowy IoT.
(1)Miernik bezprzewodowy ADW300Służy głównie do pomiaru trójfazowej energii czynnej w sieciach niskiego napięcia. Jego zaletami są niewielkie rozmiary, wysoka dokładność, bogate funkcje i wiele opcjonalnych trybów komunikacji. Obsługuje komunikację RS485, Lora, NB, 4G, Wi-Fi i inne tryby komunikacji bezprzewodowej. Dodatkowo posiada tryb próbkowania prądu z zewnętrznego transformatora, co ułatwia użytkownikom instalację i użytkowanie w różnych sytuacjach. Urządzenie można elastycznie instalować w rozdzielnicy, aby sprostać potrzebom pomiaru energii elektrycznej, nadzoru eksploatacji i konserwacji lub monitorowania mocy w różnych obszarach i przy różnych obciążeniach.
①Subskrypcja
Subskrypcje obejmują filtry tematyczne i jakość usług. Subskrypcja jest powiązana z sesją. Sesja może zawierać wiele subskrypcji. Każda subskrypcja w każdej sesji ma inny filtr tematyczny.
②Sesja
Po nawiązaniu połączenia z serwerem przez każdego klienta konieczna jest interakcja stanowa między klientem sesji a serwerem. Sesja istnieje pomiędzy sesją a siecią lub może obejmować wiele ciągłych połączeń sieciowych między klientem a serwerem.
③Nazwa tematu
Połącz się z etykietą komunikatu aplikacji. Etykieta odpowiada subskrypcji serwera. Serwer wyśle komunikat do każdego klienta, który zasubskrybuje pasującą etykietę.
④Przesyłanie danych
Bezprzewodowa transmisja licznika zapewnia niską transmisję i niskie zapotrzebowanie na przepływ. Proces przesyłania danych z tego licznika jest prosty. (Szczegóły w załączniku). Redundantne kroki przesyłania danych są zoptymalizowane pod kątem dostosowania do indywidualnych potrzeb, co obejmuje powszechnie używane dane parametrów elektrycznych, takie jak siła sygnału, zapotrzebowanie na moc czynną, stosunek napięcia do prądu, temperatura, stan DI, współczynnik zniekształceń harmonicznych napięcia i prądu, szczytowa i płaska energia elektryczna itp.
Podsumowując, w obecnym środowisku technologii Internetu Rzeczy (IoT), serwery MQTT są sukcesywnie wdrażane przez różne firmy i przedsiębiorstwa, ponieważ serwery MQTT i protokoły MQTT spełniają ich potrzeby w zakresie inteligentnego zarządzania. Szafy rozdzielcze w niektórych halach produkcyjnych wielu przedsiębiorstw muszą korzystać z urządzeń bezprzewodowych do monitorowania stanu pracy urządzeń elektrycznych, podczas gdy większość hal produkcyjnych przedsiębiorstw posiada zdecentralizowane i niezależne urządzenia elektryczne. Instalacja bramy sieciowej w każdym urządzeniu wiąże się z bardzo wysokim kosztem transformacji. Dlatego, aby obniżyć koszty, większość przedsiębiorstw często instaluje partię liczników energii elektrycznej do bezprzewodowego monitorowania urządzeń elektrycznych - ADW300, zbierających różne parametry urządzeń kabli i linii produkcyjnych za pomocą czujników, w tym głównie dane dotyczące parametrów elektrycznych, takich jak prąd i napięcie, a następnie przesyłających uzyskane dane do chmury serwera MQTT w czasie rzeczywistym, a następnie subskrybujących tematy serwera MQTT za pośrednictwem platformy i bazy danych Internetu Rzeczy. Aby uzyskać dane ze sprzętu monitorującego terminal, zrealizuj dwukierunkową komunikację między terminalem a chmurą, zbuduj wydajny kanał danych, przechowuj uzyskane dane w bazie danych w chmurze serwera MQTT, zapewnij bezpieczeństwo danych, zbuduj system zarządzania energią i wyświetlania oraz wyświetlaj uzyskane dane na pierwszym planie za pośrednictwem technologii chmury, dużych zbiorów danych i Internetu. Użytkownicy mogą zalogować się do stron komputera mobilnego APP i innych urządzeń monitorujących w czasie rzeczywistym oraz danych dotyczących zasilania kabli.
Czas publikacji: 31 października 2022 r.
