Сочетание протокола MQTT и оборудования для мониторинга терминала.
Протокол MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), также известный как Message Queuing Telemetry Transport, — это «легковесный» протокол связи, основанный на режиме публикации/подписки. Он построен на основе протокола TCP/IP и был выпущен в 1999 году. Преимущество MQTT заключается в том, что он может обеспечивать надежную передачу сообщений в реальном времени для подключения удаленных устройств с минимальным объемом кода и ограниченной пропускной способностью. Как протокол связи реального времени с низким энергопотреблением и низким потреблением полосы пропускания, он широко используется в Интернете вещей, небольших устройствах, мобильных приложениях и т. д.
MQTT-сервер (прокси-сервер сообщений). Обычный MQTT-сервер — это не набор шкафов в компьютерном зале, а программное обеспечение, разработанное на платформе Erlang/OTP. Кроме того, это программное обеспечение используется на компьютерах и других устройствах. Интуитивно его можно представить как сервер или кластер серверов, на которых работает программное обеспечение MQTT-сервера сообщений.
Основные функции показаны на рисунке 1-1.
(1) Принимать сетевые соединения от клиентов
(2) Принять информацию, опубликованную клиентом.
(3) Обработка запросов на подписку и отписку от клиентов
(4) Пересылать сообщения приложения подписавшимся клиентам.
(1)MQTT будет формировать базовую сетевую передачу. Он установит соединение между клиентом и сервером и обеспечит упорядоченную, без потерь, двустороннюю передачу на основе потока байтов. При отправке данных MQTT будет связывать соответствующий уровень качества обслуживания и имя темы.
Процесс обмена данными по протоколу MQTT должен осуществляться совместно клиентом и сервером. Существует три идентификационных номера: издатель, брокер и подписчик. И издатель, и подписчик сообщения могут быть клиентами, а брокером сообщений является сервер MQTT.
① Реализация MQTT
Тема: тема, которую можно понимать как тип сообщения;
Полезная нагрузка: содержимое сообщения, которое можно понимать как конкретное содержимое данных, предназначенное для использования.
② MQTT-клиент
Приложение или устройство, использующее протокол MQTT. Это сетевое соединение, основанное на сервере MQTT. Оно часто используется для публикации информации, подписки на публикацию информации, отписки или удаления сообщений приложения, а также для отключения от сервера.
① Используйте режим публикации/подписки для обеспечения связи «один ко многим» при публикации сообщений и разделения приложений.
② Передача сообщения, которая скрывает содержимое загрузки.
③ Используйте TCP/IP для обеспечения сетевого подключения.
④ Существует три типа качества обслуживания при публикации сообщений. Публикация сообщений (QoS: 0 — не более одного раза, 1 — не менее одного раза, 2 — только один раз)
⑤ Небольшая пропускная способность и небольшой объем трафика.
Многие электросчетчики подключены к шлюзу, который является средством взаимодействия оборудования с MQTT-сервером. В серии ADW один из нескольких типов электросчетчиков, ADW300, имеет функцию доступа в Интернет через 4G и Wi-Fi. Это позволяет оборудованию работать в сети через сетевую карту IoT или LAN, упрощая процесс подключения оборудования к шлюзу, а затем к серверу, и реализуя промышленный Интернет вещей.
(1)Беспроводной измеритель ADW300Этот прибор в основном используется для измерения активной трехфазной электрической энергии низковольтных сетей. Он обладает преимуществами малых размеров, высокой точности, богатого функционала и множества вариантов связи. Он поддерживает связь по протоколу RS485, а также беспроводные сети LoRa, NB, 4G, Wi-Fi и другие. Кроме того, добавлен режим измерения тока с помощью внешнего трансформатора, что удобно для установки и использования в различных условиях. Прибор может быть гибко установлен в распределительной коробке для удовлетворения потребностей в измерении электрической энергии, контроле эксплуатации и технического обслуживания или мониторинге электроэнергии в различных зонах и при различных нагрузках.
①Подписка
Подписки включают в себя фильтры тем и качество обслуживания. Подписка связана с сессией. Сессия может содержать несколько подписок. Каждая подписка в каждой сессии имеет свой собственный фильтр тем.
②Сессия
После того, как каждый клиент устанавливает соединение с сервером, необходимо обеспечить взаимодействие с сохранением состояния между клиентом и сервером. Сессия существует между сессией и сетью или может охватывать несколько непрерывных сетевых соединений между клиентом и сервером.
③Название темы
Подключитесь к метке сообщения приложения. Метка соответствует подписке сервера. Сервер отправит сообщение каждому клиенту, подписавшемуся на соответствующую метку.
④Загрузка данных
Беспроводная передача данных счетчика обеспечивает малый объем передаваемых данных и малый расход. Процесс загрузки данных с этого счетчика прост. (Подробности см. в приложении). Оптимизированы избыточные этапы загрузки данных для обеспечения возможности индивидуальной загрузки данных, включая часто используемые электрические параметры, уровень сигнала, потребляемую активную мощность, коэффициент зависимости напряжения от тока, температуру, состояние DI, коэффициент гармонических искажений напряжения и тока, пиковую и минимальную электрическую энергию и т. д.
В целом, в современных условиях развития технологий Интернета вещей серверы MQTT последовательно внедряются различными предприятиями и компаниями, поскольку они могут удовлетворить их потребности в интеллектуальном управлении. В распределительных шкафах некоторых производственных цехов многих предприятий необходимо использовать беспроводное оборудование для мониторинга рабочего состояния электрооборудования, в то время как большинство производственных цехов предприятий имеют децентрализованную и независимую систему электроснабжения. Если для каждого устройства установить шлюз, затраты на модернизацию будут очень высокими. Поэтому, чтобы сэкономить средства, большинство предприятий часто устанавливают систему беспроводного мониторинга электрооборудования с помощью счетчиков электроэнергии ADW300, собирают различные параметры оборудования, кабелей и производственных линий с помощью датчиков, в основном данные об электрических параметрах, таких как ток и напряжение, и загружают полученные данные в облако MQTT-сервера в режиме реального времени, а затем подписываются на темы MQTT-сервера через платформу и базу данных Интернета вещей, чтобы получать данные с оборудования, осуществляющего мониторинг терминала, обеспечивать двустороннюю связь между терминалом и облаком, создавать мощный канал передачи данных, хранить полученные данные в облачной базе данных MQTT-сервера, обеспечивая безопасность данных, создавать систему управления и отображения энергопотребления и отображать полученные данные в режиме реального времени с помощью облачных технологий, больших данных и Интернета. Пользователи могут войти в мобильное приложение на компьютере и просматривать другие данные мониторинга оборудования и электропитания кабелей в режиме реального времени.
Дата публикации: 31 октября 2022 г.
