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遥测传输MQTT协议使用广域网4G/5G解决方案传感器数据通过无线传输

如果您在IoT空间中玩耍，则可能听说过MQ遥测传输（MQTT）协议。MQTT除了用作IoT和工业IoT架构的基础通信协议外，还与云平台（例如Microsoft Azure，AWS和IBM Watson）一起用于智能家居自动化系统中。社交网站还使用MQTT作为其Messenger和Instagram平台的通信协议。工业物联网（IIoT）可以宽松地定义为与工业和制造系统交互的传感器和其他设备的系统，所有这些都旨在增强业务运营。仅举几例，制造业，采矿业，石油和天然气及农业综合企业等行业都部署了大量传感器。这些传感器又将关键的遥测数据发送到分析引擎，在分析引擎中分析数据的趋势和/或异常，使组织能够更好地理解和改善其运营。

在使用广域网（4G/5G）解决方案的环境中，传感器数据通过无线传输发送，并由一个或多个中央基站接收。这些数据既小又是单个数据包，但在聚合在一起时却非常大，然后被发送到云或本地的分析和可视化工具。那就是MQTT的源头。MQTT位于TCP / IP网络堆栈的顶部，是一种轻量级的发布/订阅消息传递协议，旨在用于低带宽，高延迟，不可靠的网络。MQTT的功能使其成为将大量传感器消息发送到分析平台和云解决方案的绝佳选择。随着组织迁移到4G/5G，MQTT将被证明是向分析平台和云解决方案发送大量传感器消息的绝佳选择。MQTT的历史，MQTT是由工程师Andy Stanford-Clark和Arlen Nipper于1999年发明的，它是一种允许石油和天然气行业中的管道与监督控制和数据采集（SCADA）系统通信的方法。当时，这些系统使用不同的专有协议，因此无法相互通信。添加MQTT功能有助于克服内部通信问题。除了互操作性之外，该协议的最初目标是在提供服务质量数据交付的同时，该协议应轻巧，带宽有效，数据不可知且易于实现。发布/订阅模型，与传统的客户端-服务器模型（客户端直接与端点进行通信）不同，MQTT客户端分为两组：发送者（在MQTT中称为发布者）和接收数据的使用者（MQTT订阅者）。发布者和订阅者彼此之间一无所知，事实上，他们之间从未直接接触。第三个组件（MQTT代理）的作用类似于“交通警察”，将消息从发布者定向到充当订阅者的任何端点。

物联网架构中的MQTT，MQTT主题，消息通过主题从发布者通过代理传播到一个或多个订阅者。主题是分层的UTF-8字符串。主题中的每个级别均由正斜杠分隔。来自发布者的每封邮件都必须包含一个主题。要接收已发布的消息，使用消息的实体必须订阅同一主题。代理仅将其收到的消息发送给已订阅同一主题的那些客户端。主题示例包括：建筑物1 /车间/温度，位置/字段1 /行10，MQTT和4G/5G，在使用4G/5G解决方案的环境（例如BehrTech的MIOTY）中，基站扮演MQTT发布者的角色。当基站从传感器接收到消息时，基站代表传感器将消息发布到MQTT代理。然后，代理通过TCP / IP将消息发送到已订阅该主题的任何设备。
物联网架构中的MQTT，BehrTech基站本身支持MQTT。轻松配置用于发布数据的MQTT代理和映射。我们现成的Azure集成还使用MQTT作为基础。我们使用MQTT的另一种方法是通过Node-RED编程工具。作为订户的角色，Node-RED接收传入的传感器数据，进行处理并将其发送到可视化仪表板。随着来自基站的已发布消息的继续，Node-RED仪表板将动态更新。展望未来，随着组织继续转向4G/5G解决方案以利用其许多优势，MQTT在物联网架构中的普及度也将越来越高。