MQTT, die Sprache des IoT

Es werden immer mehr Daten generiert. Die Möglichkeit, sie zu erfassen, zu transformieren und zu nutzen, wird zur Notwendigkeit. Vor allem in industriellen Umgebungen, in denen wir hohe Investitionen in Sensorik zur Prozesssteuerung vorfinden. Eines der größten Hindernisse bei der Nutzung der generierten Daten sind jedoch die unterschiedlichen Protokolle und Architekturen der verschiedenen Maschinenhersteller. Aus diesem Grund gewinnt IoT in der Industrie zunehmend an Bedeutung, da es die Interoperabilität zwischen Maschinen ermöglicht, die andernfalls nur mit erheblichem finanziellen Aufwand miteinander kommunizieren könnten.

Welches gemeinsame Protokoll nutzen Maschinen zur Kommunikation, das alles so einfach erscheinen lässt?

Um Informationen schnell und sicher zu übertragen, werden M2M-Kommunikationsprotokolle (Machine to Machine) eingesetzt. MQTT (Message Queue Telemetry Transport) wurde 1999 von Dr. Andy Stanford-Clark und Arlen Nipper mit einem klaren Ziel entwickelt: Daten zu erfassen und schnell sowie sicher über die gesamte IT-Infrastruktur zu übertragen.

Dieses Protokoll hat sich in der IoT-Welt sehr großer Beliebtheit erfreut, da es nur sehr wenig Bandbreite benötigt. Dies wirkt sich direkt auf die Kommunikationsgeschwindigkeit sowie auf die Auslastung von CPU, RAM und anderen Ressourcen aus, die bei der Umwandlung und Übertragung von Daten zwischen Maschinen zum Einsatz kommen.

Ein MQTT-Netzwerk basiert auf einem hierarchischen System von Themen (Topics), Clients, die diese abonnieren, und einem Broker, der für die Verwaltung der Informationen zuständig ist. Dieser Broker nimmt die Anfragen zu dem Topic entgegen, das die Clients abonniert haben, und übermittelt die Informationen, sofern sie vorhanden sind.

Warum eignet sich MQTT besonders gut für den Einsatz in der Industrie?

In großen Produktionsanlagen ermöglicht die schnelle Übertragung von Informationen den Aufbau zuverlässiger, bidirektionaler SCADA-Systeme. Dadurch können Daten nicht nur außerhalb der an den Maschinen installierten HMIs eingesehen werden, sondern es ist auch eine direkte Interaktion möglich. Das bedeutet, dass mit den gewonnenen Daten fortgeschrittene Analyseprozesse durchgeführt werden können, einschließlich automatisierter Reaktionen auf Basis dieser Daten. Dies ermöglicht die Entwicklung von Maschinen, die sich an während der Prozesse auftretende Probleme anpassen können. Darüber hinaus verfügt MQTT über eine Verschlüsselungsfunktion für Informationen.

MQTT ist bereits weithin anerkannt, von großen Öl- und Gasunternehmen bis hin zu Anwendungen für Smart Cities. Zudem gab Amazon Web Services kürzlich bekannt, dass sein IoT-System auf MQTT basiert, was die Robustheit dieses Protokolls unterstreicht.

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