Hilscher netPI Edge Gateway in use.
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IIoT 协议: OPC UA 和 MQTT

物联网(IoT)迅速改变了我们从各种设备和传感器收集,传输和分析数据的方式。通讯协议是物联网生态系统顺利运行的核心,它使设备能够高效、安全地交换信息。近年来获得广泛认可的两个著名物联网协议是 OPC UA(开放平台通讯统一架构)和 MQTT(消息队列遥测传输)。

The OPC UA logo on top and MQTT logo on the bottom. The two protocol logos are divided by a horizontal colorful stripe in the middle of the picture.
Logo OPC UA in black and blue.

OPC UA(开放平台通讯统一架构):

OPC UA 是一种开放、通用的工业通讯协议,已成为物联网生态系统的基石,这在工业自动化和制造环境中尤为明显。OPC UA 的开发旨在应对互操作性、可扩展性和安全性方面的挑战,使其成为物联网应用中数据交换的可靠选择。

OPC UA 的一个突出特点是它能够为设备通讯提供一种与平台无关的标准化方式。它允许不同设备(无论其制造商或底层技术如何)无缝交换数据。在复杂的物联网环境中,各种设备、传感器、控件,或者更广泛地说,整个机器都需要始终如一地协作,这种互操作性就显得弥足珍贵。

建立在 TCP/IP 协议基础上的 OPC UA 通讯标准特别强调安全性,并提供最先进的身份验证、加密和访问控制机制。在数据安全至关重要的时代,OPC UA 可确保物联网数据在传输过程中免受未经授权的访问或篡改。

此外,OPC UA 还支持数据建模,允许用户自行定义数据的结构和语义,或遵循配套规范,从而更容易记录设备之间的信息交换。具有 OPC UA 功能的设备需要与其他设备进行交互时,这不仅能加快调试速度,还能增强用户对所表示数据的理解。这一功能还简化了第三方系统的数据集成和分析,大大提高了物联网仪器的整体价值。

 

Logo MQTT in violet.

MQTT(消息队列遥测传输):

相比之下,MQTT 是一种轻量级、高效的消息传递协议,最初设计用于带宽低、延迟高或连接不可靠的网络。它最初是为远程监测和控制而开发的,是物联网应用的理想选择,在这种应用中,网络条件(例如:不间断通讯)有时较差,但仍需要确保数据到达。

MQTT 的主要优势之一是其“发布者-订阅者”架构。在这种模式下,物联网设备向特定的“主题”发布数据,而其他设备或应用程序则选择性地订阅仅包含其感兴趣且需要接收的数据的主题。这种生产者与消费者的分离简化了分布式物联网支持场景中的通讯,因为设备无需知道其他设备的身份或位置即可进行通讯。

MQTT 堆栈占用内存少,开销小,非常适合传感器和微控制器等资源有限的物联网设备。MQTT 还支持服务质量(QoS)等级,允许用户在信息传递可靠性和网络带宽消耗之间进行调整并取得平衡。

 

结论:

总之,OPC UA 和 MQTT 是工业物联网通讯的两大关键支柱,具有很高的市场接受度和采用率。目前还无法判断一种协议优于另一种协议,也无法判断一种协议是否“好于另一种协议”。他们是平等的对等者。这些协议有助于在物联网解决方案中交换数据,使企业能够以简单、标准化的方式充分发挥工业物联网 (IIoT) 的潜力。

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