物聯(lián)網(wǎng)(IoT)是一種以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)。基于傳感器和無(wú)線通信技術(shù)(例如藍(lán)牙、Wi-Fi、 ZigBee等),我們可以將這些技術(shù)組合在一起，以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。這使我們能夠創(chuàng)造并利用我們正在使用的設(shè)備。與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備密切相關(guān)的 MQTT網(wǎng)關(guān)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)重要部分。什么是 MQTT網(wǎng)關(guān)？MQTT網(wǎng)關(guān)是一種用于管理工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)源和網(wǎng)關(guān)、控制域、通信協(xié)議等方面的嵌入式應(yīng)用軟件中關(guān)鍵應(yīng)用程序的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)裝置。
 

　　1、 MQTT網(wǎng)關(guān)主要功能是通過(guò)三個(gè)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)通道連接設(shè)備和傳感器數(shù)據(jù)，例如 PLC、電機(jī)、傳感器和其他設(shè)備，使設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)獲取傳感器的實(shí)時(shí)信息。
 

　　在這三個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以被分配一個(gè)“通信”通道，該通信通道通過(guò)傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)送連接到設(shè)備和傳感器的命令。然后，傳輸?shù)皆O(shè)備，從而控制網(wǎng)絡(luò)。如果他們不與控制器進(jìn)行通信，則網(wǎng)絡(luò)可以關(guān)閉并將其重定向到傳感器和控制器之間的連接，或者當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)控制器將返回命令發(fā)送給傳感器結(jié)果。
 

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是如何處理 MQTT網(wǎng)關(guān)？MQTT網(wǎng)關(guān)解決了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中所涉及的通信問(wèn)題，例如與數(shù)據(jù)源之間互聯(lián)傳輸和控制任務(wù)所需的數(shù)據(jù)量與速度等問(wèn)題。當(dāng)需要時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或提高產(chǎn)量，而不需要大量人工進(jìn)行分析和處理。數(shù)據(jù)傳輸和控制對(duì)不同工業(yè)行業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。MQTT網(wǎng)關(guān)支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議、工業(yè)級(jí)傳感器數(shù)據(jù)傳輸和控制環(huán)境模擬等多方面要求，具有更高的性能指標(biāo)和更低成本。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接可以降低設(shè)備成本，提高能源效率并改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境體驗(yàn)；另外有大量需求可以通過(guò) MQTT網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與云相結(jié)合滿(mǎn)足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在部署時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)安全的需求。
 

　　2、 MQTT網(wǎng)關(guān)通過(guò)實(shí)時(shí)應(yīng)用程序傳輸各種關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)功能，例如遠(yuǎn)程故障診斷、報(bào)警信息、數(shù)據(jù)傳輸以及向第三方傳輸信號(hào)。
 

　　MQTT網(wǎng)關(guān)可以用來(lái)進(jìn)行以下操作：I/O:確保連接到無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，監(jiān)控和控制 IoT設(shè)備。控制域：通過(guò)對(duì) IoT設(shè)備與 MQTT網(wǎng)關(guān)建立連接。例如，當(dāng)有人連接到網(wǎng)關(guān)時(shí)，網(wǎng)關(guān)將通知發(fā)送到控制器；發(fā)送到網(wǎng)關(guān)；在沒(méi)有通知時(shí)發(fā)送消息；使用自動(dòng)更新連接到控制器時(shí)發(fā)送新消息到第三方。MQTT網(wǎng)關(guān)可實(shí)現(xiàn)所有這些功能。IoT網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)還可以連接到一個(gè)節(jié)點(diǎn)，使其成為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。
 

　　當(dāng)有新數(shù)據(jù)出現(xiàn)時(shí)，該數(shù)據(jù)可能會(huì)以其它方式傳輸?shù)椒?wù)器并發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中/目的設(shè)備上。在所有狀態(tài)下，該數(shù)據(jù)都在網(wǎng)關(guān)中存儲(chǔ)，因此這使得操作更容易實(shí)現(xiàn)。例如, MQTT網(wǎng)關(guān)可以在應(yīng)用程序中訪問(wèn)任何狀態(tài)數(shù)據(jù)、通信設(shè)置和控制策略及其相關(guān)功能，并發(fā)送通信和控制命令/執(zhí)行動(dòng)作。我們也可以訪問(wèn)這些信息并通過(guò)服務(wù)器向外部訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)。此外，他們還可以根據(jù)它們來(lái)改變功能以適應(yīng)本地環(huán)境和任務(wù)的需求。在這樣做的同時(shí)執(zhí)行許多不同的功能：隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備增加可以使用不同類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)解決各種各樣的問(wèn)題；例如分布式傳感器用于收集信息并使其更具競(jìng)爭(zhēng)力；用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)自動(dòng)化的 MQTT網(wǎng)關(guān)以及這些設(shè)備用于通信。
 

　　3、 MQTT網(wǎng)關(guān)可以連接到整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上的各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與數(shù)據(jù)源、邊緣計(jì)算設(shè)備、傳感器等智能終端設(shè)備互聯(lián)、實(shí)時(shí)通信，通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和處理物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、各種數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)為其提供數(shù)據(jù)處理服務(wù)。
 

　　MQTT網(wǎng)關(guān)能夠從物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上收集的數(shù)據(jù)中提取有用信息，以實(shí)現(xiàn)真正有效的預(yù)測(cè)、優(yōu)化生產(chǎn)。該分析可通過(guò)設(shè)備之間發(fā)送和接收信息來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)，或通過(guò)傳感器收集設(shè)備發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行處理。同時(shí)，它也可以作為一個(gè)整體來(lái)監(jiān)控設(shè)備本身。這種功能稱(chēng)為監(jiān)控分析任務(wù)(如優(yōu)化，監(jiān)測(cè)控制等)。
 

　　該算法有助于對(duì)各種設(shè)備(包括邊緣計(jì)算在內(nèi))的性能進(jìn)行評(píng)估。當(dāng)使用該系統(tǒng)時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將確保系統(tǒng)始終在適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)下運(yùn)行。根據(jù) MQTT標(biāo)準(zhǔn)，用戶(hù)可以使用兩種不同架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序和物聯(lián)網(wǎng)解決方案。它還可為各種特定任務(wù)提供基于軟件控制的接口(如操作系統(tǒng)、中間件等)和以太網(wǎng)接口(例如以太網(wǎng)或其他)以太網(wǎng)連接設(shè)備用于存儲(chǔ)、計(jì)算并將其發(fā)送到云平臺(tái)上，或?qū)⑦@些應(yīng)用程序通過(guò)無(wú)線傳輸給物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)后提供服務(wù)。MQTT網(wǎng)關(guān)通常由低功耗處理器、控制器和存儲(chǔ)控制器組成，例如嵌入式SM8200或 FPGA (模擬電路)、 ATE或 IGBT IC等。此外，它還包括由 GPU芯片組成的強(qiáng)大處理器的一個(gè)組成部分(稱(chēng)為嵌入式 CPU),以加速 MQTT應(yīng)用程序的運(yùn)行，而無(wú)需消耗任何電力或電池來(lái)充電或產(chǎn)生數(shù)據(jù)讀取。
 

　　與其他類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)相比，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是在設(shè)備和數(shù)據(jù)之間建立連接比較和控制方面所需能量更少。因此也稱(chēng)為能源轉(zhuǎn)換效率更高的數(shù)字設(shè)備。這些功能在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中至關(guān)重要，因?yàn)?MQTT網(wǎng)關(guān)將整個(gè)平臺(tái)中用于控制和通信功能集成到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上。在物聯(lián)網(wǎng)中使用大量不同技術(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，要使用 MQTt網(wǎng)關(guān)時(shí)將會(huì)很難保持同步工作因此 MQTT網(wǎng)關(guān)必須支持多個(gè)協(xié)議并為每個(gè)設(shè)備提供支持。例如：數(shù)據(jù)包傳輸或控制時(shí)需要對(duì)所需的時(shí)間與地點(diǎn)都有詳細(xì)規(guī)劃和明確計(jì)劃；此外還必須根據(jù)通信技術(shù)靈活地進(jìn)行選擇才能保證安全可靠性能較低；還必須保持在成本低水平以滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需求等等。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)所使用傳感器中具有多種
 

　　4、通過(guò) MQTT網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)間的通信、數(shù)據(jù)通信以及數(shù)據(jù)交互功能與控制算法，確保物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及數(shù)據(jù)通信暢通及安全穩(wěn)定運(yùn)行；
 

　　MQTT網(wǎng)關(guān)可以讓網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接到云或其他智能中心。網(wǎng)關(guān)提供了一種將物聯(lián)網(wǎng)連接從邊緣到云平臺(tái)的能力。此外, MQTT網(wǎng)關(guān)還可以滿(mǎn)足各種工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的高性能要求。例如，如果你可以在本地存儲(chǔ)您所需要的所有數(shù)據(jù)。此外，基于物聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)化軟件可以讓這些不同端點(diǎn)之間更好地協(xié)同工作和互動(dòng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要涉及幾個(gè)方面：傳感器數(shù)據(jù)、智能生成數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)以及各種智能應(yīng)用程序等數(shù)據(jù)信息收集、分析和控制、智能執(zhí)行與決策等方面工作。這些都需要網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成。與普通網(wǎng)關(guān)不同, MQTT網(wǎng)關(guān)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到云平臺(tái)以及通過(guò)使用傳感器網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。在所有這些類(lèi)型中, MQTT網(wǎng)關(guān)都提供了與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)之間的通信——并且?guī)缀跏敲赓M(fèi)的。