A combinação do protocolo MQTT com equipamentos de monitoramento de terminais.
O protocolo MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), também conhecido como Message Queuing Telemetry Transport, é um protocolo de comunicação "leve" baseado no modo de publicação/assinatura. É um protocolo de comunicação construído sobre o protocolo TCP/IP e lançado em 1999. A vantagem do MQTT é que ele pode fornecer um serviço de mensagens confiável e em tempo real para conectar dispositivos remotos com pouco código e largura de banda limitada. Como um protocolo de comunicação em tempo real com baixo consumo de energia e baixa ocupação de largura de banda, ele é amplamente utilizado na Internet das Coisas, em dispositivos pequenos, em aplicativos móveis, etc.
Servidor MQTT (proxy de mensagens). Um servidor MQTT comum não é um conjunto de gabinetes em uma sala de computadores, mas sim um software desenvolvido na plataforma Erlang/OTP. Existem computadores e outros dispositivos que executam esse software. Intuitivamente, ele é entendido como um servidor ou um cluster de servidores executando o software de servidor de mensagens MQTT.
As principais funções são mostradas na Figura 1-1.
(1) Aceitar conexões de rede de clientes
(2) Aceitar as informações publicadas pelo cliente
(3) Processamento de pedidos de inscrição e cancelamento de inscrição de clientes
(4) Encaminhar mensagens de aplicação para clientes inscritos.
(1)O MQTT irá construir a transmissão de rede subjacente. Ele estabelecerá a conexão entre o cliente e o servidor, e fornecerá uma transmissão bidirecional ordenada, sem perdas e baseada em fluxo de bytes. Ao enviar dados, o MQTT associará a qualidade de serviço e o nome do tópico correspondentes.
O processo de comunicação do protocolo MQTT precisa ser concluído simultaneamente pelo cliente e pelo servidor. Existem três entidades: Publicador (Publisher), Corretor (Broker) e Assinante (Subscribe). O publicador e o assinante da mensagem podem ser ambos clientes, e o corretor de mensagens é o servidor MQTT.
① Implementação do MQTT
Tópico: assunto, que pode ser entendido como o tipo de mensagem;
Carga útil: conteúdo da mensagem, que pode ser entendido como o conteúdo específico dos dados a serem utilizados.
② Cliente MQTT
Um aplicativo ou dispositivo que utiliza o protocolo MQTT. Trata-se de uma conexão de rede baseada no servidor MQTT. É frequentemente usado para publicar informações, inscrever-se para receber informações, cancelar a inscrição ou excluir mensagens do aplicativo e desconectar-se do servidor.
① Utilize o modo de publicação/assinatura de mensagens para fornecer publicação de mensagens de um para muitos e desacoplar aplicativos.
② Transmissão de mensagens que protege o conteúdo da carga.
③ Use Tcp/IP para fornecer conectividade de rede.
④ Existem três tipos de qualidade de serviço para publicação de mensagens. Publicação de mensagens (QoS: 0 no máximo uma vez, 1 pelo menos uma vez, 2 apenas uma vez)
⑤ Baixa transmissão e baixa demanda de tráfego.
Muitos medidores de energia elétrica são conectados ao gateway, que é a forma como o equipamento interage com o servidor MQTT. Dentre os modelos da série ADW, o medidor de energia elétrica ADW300 possui acesso à internet via 4G e Wi-Fi. Isso permite que o equipamento tenha funcionalidade de rede por meio de uma placa de rede IoT ou LAN, simplificando o processo de conexão do equipamento ao gateway e, em seguida, ao servidor, e viabilizando a IoT industrial.
(1)Medidor sem fio ADW300É utilizado principalmente para medir a energia elétrica ativa trifásica em redes de baixa tensão. Possui as vantagens de tamanho reduzido, alta precisão, diversas funções e vários modos de comunicação opcionais. Suporta comunicação RS485 e modos de comunicação sem fio como LoRa, NB, 4G, Wi-Fi e outros. Também inclui o modo de amostragem de corrente com transformador externo, o que facilita a instalação e o uso em diferentes situações. Pode ser instalado de forma flexível no quadro de distribuição de energia para atender às necessidades de medição de energia elétrica, supervisão de operação e manutenção ou monitoramento de energia em diferentes áreas e cargas.
①Assinatura
As assinaturas incluem filtros de tópicos e qualidade de serviço. Uma assinatura está associada a uma sessão. Uma sessão pode conter várias assinaturas. Cada assinatura em cada sessão possui um filtro de tópico diferente.
②Sessão
Após cada cliente estabelecer uma conexão com o servidor, é necessário haver uma interação com estado entre o cliente da sessão e o servidor. A sessão existe entre o cliente e uma rede, ou pode abranger múltiplas conexões de rede contínuas entre o cliente e o servidor.
③ Nome do tópico
Conecte-se ao rótulo de uma mensagem de aplicativo. O rótulo corresponde à assinatura do servidor. O servidor enviará a mensagem para cada cliente inscrito no rótulo correspondente.
④ Carregamento de dados
A transmissão sem fio do medidor permite baixa transmissão e baixa demanda de fluxo. O processo de upload de dados deste medidor é simples. (Consulte o apêndice para obter detalhes). As etapas redundantes de upload de dados são otimizadas para promover o upload de dados personalizados, que incluem dados de parâmetros elétricos comumente usados, intensidade do sinal, demanda de potência ativa, relação tensão-corrente, temperatura, estado DI, taxa de distorção harmônica de tensão-corrente, energia elétrica de pico e vale, etc.
Em resumo, no atual cenário da Internet das Coisas (IoT), os servidores MQTT têm sido adotados sucessivamente por diversas empresas, pois atendem às suas necessidades de gerenciamento inteligente. Em muitas empresas, os painéis de distribuição em algumas oficinas de produção necessitam de equipamentos sem fio para monitorar o status de funcionamento dos equipamentos elétricos, sendo que a maioria das oficinas de produção possui equipamentos elétricos descentralizados e independentes. Instalar um gateway em cada equipamento representaria um custo de implementação muito elevado. Portanto, para reduzir custos, a maioria das empresas costuma instalar um conjunto de medidores de energia elétrica para monitoramento sem fio de equipamentos elétricos - ADW300. Esses medidores coletam diversos parâmetros de equipamentos, cabos e linhas de produção por meio de sensores, principalmente dados de parâmetros elétricos como corrente e tensão, e enviam os dados obtidos para a nuvem em tempo real através de um servidor MQTT. Em seguida, os usuários se inscrevem em tópicos do servidor MQTT por meio da plataforma e banco de dados da Internet das Coisas (IoT), obtendo os dados dos equipamentos de monitoramento. Isso permite a comunicação bidirecional entre o terminal e a nuvem, criando um canal de dados robusto. Os dados são armazenados no banco de dados em nuvem do servidor MQTT, garantindo a segurança dos dados. O sistema cria um sistema de gerenciamento e visualização de energia, exibindo os dados obtidos em tempo real para os usuários por meio de tecnologias de nuvem, big data e internet. Os usuários podem acessar páginas de aplicativos móveis e outros dispositivos para monitorar os dados de energia dos equipamentos e cabos em tempo real.
Data da publicação: 31 de outubro de 2022
