MQTT 프로토콜의 개념
Message Queuing Telemetry Transport 프로토콜이라고도 하는 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)는 발행/구독 모드를 기반으로 하는 "경량" 통신 프로토콜입니다. TCP/IP를 기반으로 구축되어 1999년에 출시된 통신 프로토콜입니다. MQTT의 장점은 적은 코드와 제한된 대역폭으로 원격 장치를 연결하기 위한 안정적인 실시간 메시징 서비스를 제공할 수 있다는 것입니다. 에너지 소비가 적고 대역폭이 낮은 실시간 통신 프로토콜로서 사물 인터넷, 소형 장치, 모바일 응용 프로그램 등에 널리 사용되었습니다.
MQTT 서버(메시지 에이전트), 일반적인 MQTT 서버는 매크로 컴퓨터실의 캐비닛이 아니라 소프트웨어의 Erlang/OTP 플랫폼 개발을 기반으로 하며 이 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터 및 기타 장치가 있습니다. MQTT 메시지 서버 소프트웨어를 실행하는 서버 또는 서버 클러스터로 직관적으로 이해됩니다.
그림 1-1은 기능을 보여줍니다.
(1) 클라이언트의 네트워크 연결 수락
(2) 클라이언트가 공개한 정보 수락
(3) 클라이언트의 구독 및 구독 취소 요청 처리
(4) 가입 고객에게 신청 메시지를 전달합니다.
MQTT 프로토콜 네트워크 전송
MQTT는 기본 네트워크 전송을 구축하고 클라이언트와 서버 연결을 설정하며 바이트 스트림을 기반으로 정렬된 무손실 양방향 전송을 제공합니다. 데이터를 보낼 때 MQTT는 관련된 서비스 품질(Qos)을 주제와 연결합니다.
(1) 프로토콜 원리
MQTT 프로토콜의 통신 프로세스는 클라이언트와 서버 모두에서 완료되어야 합니다. Publish, Broker 및 Subscribe의 세 가지 ID가 있습니다. 메시지 게시자와 구독자는 모두 클라이언트가 될 수 있으며 메시지 브로커는 MQTT 서버입니다.
① MQTT 구현
주제: 메시지 유형으로 이해할 수 있습니다.
Payload: 사용할 데이터 내용인 메시지 내용을 나타냄
②MQTT 클라이언트
MQTT 서버를 기반으로 한 네트워크 연결인 MQTT 프로토콜을 사용하는 응용 프로그램 또는 장치는 정보 게시, 게시 정보 구독, 응용 프로그램 메시지 구독 취소 또는 삭제, 서버와의 연결 해제에 사용됩니다.
(2) MQTT 프로토콜 특성
이 프로토콜은 낮은 대역폭의 불안정한 네트워크에서 원격 센서 및 제어 장치와 통신하도록 설계되었습니다. 다음과 같은 주요 기능이 있습니다.
① 메시지 게시/가입 모드를 사용하여 일대다 메시지 게시 및 분리 응용 프로그램을 제공합니다.
② Load Content Mask 메시지 전송.
③ TCP/IP를 사용하여 네트워크 연결을 제공합니다.
④ 메시지 게시 서비스 품질에는 메시지 게시의 세 가지 종류가 있습니다(Qos: 0 최대 1회, 1 최소 1회, 2 단 1회).
⑤ 작은 전송, 작은 트래픽 수요.
MQTT 서버와 단말 모니터링 장치 간의 통신
장치가 MQTT 서버와 상호 작용할 수 있도록 많은 미터가 게이트웨이에 연결됩니다. 그러나 ADW 시리즈 미터 중 하나인 ADW300 미터는 4G 및 WIFI를 포함하여 자체적으로 인터넷 기능을 가지고 있어 IoT 카드 또는 LAN을 통해 장치가 인터넷 기능을 가질 수 있습니다. 장치를 게이트웨이에 연결한 다음 서버에 연결하는 사소한 프로세스를 줄이고 산업용 사물 인터넷을 실현하십시오.
1. ADW300무선 에너지 미터 주요 기능:
작은 크기
높은 정밀도: 클래스 0.5S
풍부한 기능: 고조파, 온도 측정, DI/DO, 알람 등
다양한 통신 옵션: RS485, LoRa, NB, 4G, WiFi
외부 CT
2. 표준화된 MQTT 프로토콜
① 구독
구독에는 주제 필터 및 서비스 품질(QoS)이 포함됩니다. 구독은 세션과 연결됩니다. 세션은 여러 구독을 포함할 수 있습니다. 각 세션의 각 구독에는 서로 다른 주제 필터가 있습니다.
② 세션
각 클라이언트가 서버와 연결을 설정한 후 세션 클라이언트와 서버 간에 상태 저장 상호 작용이 있어야 합니다. 세션은 네트워크 사이에 존재하거나 클라이언트와 서버 사이의 여러 연속 네트워크 연결에 걸쳐 있을 수 있습니다.
③ 주제명
서버의 구독과 일치하는 애플리케이션 메시지에 연결된 태그이며 서버는 태그와 일치하는 구독을 가진 각 클라이언트에게 메시지를 보냅니다.
④ 데이터 업로드
전기 계량기의 무선 전송은 작은 전송 및 작은 트래픽 수요를 달성합니다. 이 전기 계량기의 데이터 업로드 프로세스는 간단합니다. (자세한 내용은 부록 참조) 중복 데이터 업로드 단계를 최적화하여 맞춤형 데이터 업로드를 촉진합니다. 여기에는 일반적으로 사용되는 전기 매개변수 데이터, 신호 강도, 유효 전력 요구, 전압-전류 비율, 온도, DI 상태, 전압-전류 고조파 왜곡률, 피크 및 밸리 전기 에너지 등이 포함됩니다.
결론
요약하면, 사물 인터넷 기술의 현재 환경에서 MQTT 서버와 MQTT 프로토콜은 지능형 관리 요구를 충족할 수 있기 때문에 MQTT 서버는 다양한 비즈니스에서 채택되었습니다. 많은 기업의 일부 생산 작업장은 무선 장비를 사용하여 전기 장비의 작동 상태를 모니터링해야 하며 기업의 생산 작업장은 대부분 독립적인 전기 장비에 흩어져 있습니다. 각 장비가 게이트웨이에 설치되어 있으면 변환 비용이 막대한 자본입니다 . 따라서 비용을 절감하기 위해 대부분의 기업은 무선 모니터링 장비 -- ADW300용 전기 계량기 배치를 설치하는 경우가 많습니다. CT를 통해 전류, 전압 등의 전기적 파라미터 데이터를 중심으로 케이블 및 생산 라인의 각종 장비 파라미터를 수집하고, 획득한 데이터를 실시간으로 MQTT 서버 클라우드에 업로드한다. 그런 다음 사물 인터넷 플랫폼 및 데이터베이스를 통해 MQTT 서버 주제에 가입하여 터미널 모니터링 장비의 데이터를 얻고 터미널과 클라우드 간의 양방향 통신을 실현하고 강력한 데이터 채널을 구축하십시오. 획득한 데이터는 MQTT 서버의 클라우드 데이터베이스에 저장되어 데이터 보안을 보장하고 전력 관리 및 디스플레이 시스템을 구축할 수 있습니다. 클라우드 기술, 빅 데이터 및 인터넷을 통해 얻은 데이터가 전경에 표시되고 사용자는 모바일 APP 및 웹 페이지에 로그인하여 장비 및 케이블의 전력 데이터를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.