物聯(lián)網(wǎng)和MQTT合并的力量有多強大
許多物聯(lián)網(wǎng)項目由于無法預測的成本失敗。這背后的一個主要因素是每臺設備成本的最大貢獻者之一的數(shù)據(jù)量的傳輸。通過選擇設備與應用程序之間進行通信的有效方式,可以降低這種成本。MQTT-SN(用于傳感器網(wǎng)絡的MQTT)是IoT通信協(xié)議的優(yōu)化版本。MQTT(消息查詢遙測傳輸)是專門為在大型低功耗IoT傳感器網(wǎng)絡中高效運行而設計的。
在部署需要擴展的網(wǎng)絡時,成本是一個重要因素。隨著設備數(shù)量的增加,總的運營成本也隨之增加。這是由于許多因素造成的,包括硬件本身的成本,但也不太明顯,但同樣具有影響力的因素,例如數(shù)據(jù)傳輸成本,電源成本以及不可靠數(shù)據(jù)的成本。這些因素加在一起會產(chǎn)生一個問題,如果在物聯(lián)網(wǎng)項目的定義階段中未解決,則可能會失控,導致隨著網(wǎng)絡的增長,數(shù)據(jù)和功耗成本進一步降低。
數(shù)字化轉型和采用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的好處以多種方式展現(xiàn)出來。更高的商業(yè)智能,流程改進,更低的設備維護成本,甚至是創(chuàng)收的新途徑。許多企業(yè)已經(jīng)意識到這些好處,因此增長趨勢將繼續(xù)。Gartner預測,到2020年,全球將安裝約204億個IoT設備,其中端點和服務的總支出將達到3.4萬億美元。
盡管物聯(lián)網(wǎng)的好處顯而易見,但與物聯(lián)網(wǎng)的部署和后續(xù)運營相關的成本卻難以言喻。每臺部署的設備都會帶來大量成本;其中有些是相對可預測的,例如硬件本身的成本。當涉及到運營成本時,看似微不足道的因素(例如,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和這樣做所使用的功率量)在擴展到數(shù)百甚至數(shù)千個設備時可能成為主要問題。物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)日益復雜和分散的情況進一步加劇了這些問題。無論使用什么應用程序,都有許多不同的方法可以從設備中收集數(shù)據(jù)并將指令推送到設備,每種方法都帶來不同的挑戰(zhàn),并隨之帶來不同的成本。
大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡面臨的最大成本之一就是數(shù)據(jù)傳輸本身的成本。由于成千上萬的設備每年可能產(chǎn)生數(shù)百萬條消息,因此看似很小的每條消息的成本很快就增加了。這也與用于通信數(shù)據(jù)的電量有關。由于這些原因,必須傳輸盡可能少的數(shù)據(jù),并且僅在需要時才發(fā)送。
通過減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,可以降低每臺設備的成本和總的操作成本。通過在網(wǎng)絡邊緣處理數(shù)據(jù)并僅在需要時才傳輸數(shù)據(jù),可以部分解決此問題。但是,對于任何需要發(fā)送的數(shù)據(jù),大小仍然是一個問題,特別是在涉及遠程無線網(wǎng)絡的地方。
解決數(shù)據(jù)問題的另一種方法是選擇一種固有地會產(chǎn)生小消息的消息傳遞標準。物聯(lián)網(wǎng)可以使用各種消息傳遞協(xié)議,并且取決于應用程序,其適用性也有所不同。例如,流行的IoT協(xié)議(例如DDS(數(shù)據(jù)分發(fā)服務)和XMPP(可擴展消息和狀態(tài)協(xié)議))可能適合在處理能力和數(shù)據(jù)豐富的情況下發(fā)送大量數(shù)據(jù),但是由于消息量大且處理繁重,它們遠不適合在許多大規(guī)模部署中使用。
MQTT是一種輕量級的機器對機器(M2M)消息傳遞協(xié)議,由于其代碼占用量非常小且消息大小較小,因此是大型網(wǎng)絡(尤其是在缺乏網(wǎng)絡帶寬的情況下)的理想選擇。MQTT還可以幫助減少技術和集成層。為此,它消除了在不同組件之間轉換數(shù)據(jù)的需求,并且消除了使用第三方中間件在設備和IoT平臺之間進行通信的需求。
MQTT-SN是MQTT的一種變體,專為具有規(guī)模的無線傳感器網(wǎng)絡而設計。該標準進一步提高了數(shù)據(jù)傳輸和功耗的效率。更高的效率包括縮短的主題ID,該主題ID通過將主題ID從字符串轉換為兩字節(jié)別名來減小主題ID的大小,從而減小了消息大小。較小的主題ID可以通過添加“注冊”功能來實現(xiàn),該功能允許客戶端向網(wǎng)關注冊別名以轉發(fā)消息。最重要的是,可以將較短的主題ID編程到設備和網(wǎng)關中,以確保兩個實體都已經(jīng)知道ID而無需注冊,從而消除了額外的控制消息傳遞的需要。
如果您正在考慮一個大型物聯(lián)網(wǎng)項目,請考慮MQTT。它非常適合在IoT中使用,因為它是最常用的協(xié)議之一(由IBM Watson IoT和Microsoft Azure等一些最大的平臺使用),并且使用MQTT的設備很可能與您現(xiàn)有的設備輕松同步系統(tǒng)。