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MQTTの特長 IoTシミュレータを用いたスパークプラグデータシミュレーション

バイ Ponlakshmi


sparkplug B

MQTTの特長 Sparkplug は、オープンで自由に利用できる仕様を提供します。 ネットワーク(EoN)ゲートウェイまたはネイティブMQTTのエッジ 有効エンドデバイスとMQTTアプリケーションが双方向通信 MQTTインフラ内 ユニークな側面の一つMQTTハードウェアもともとあった 設計設計 リアルタイムスカーダシステム 帯域幅制限と信頼性の低いネットワークインフラ上のデータレイテンシを削減するのに役立ちます。 同様に、Sparkplug 仕様の意図は、MQTT のネイティブを最大限に活用することです。 SCADA/IIoT ソリューションのリアルタイムに適用されるセッションの継続的意識機能。

この記事では、IoTシミュレータでSparkplug Bエンコーディングをシミュレートするのに役立ちます。 学ぶことが非常に重要です。MQTT の特長は、Sparkplug のトピック名空間要素です。そして、スパークプラグ MQTTデータをシミュレートするために。

Sparkplug MQTT と メッセージ

Sparkplug トピック名空間要素:


Sparkplug 仕様を使用するすべてのクライアントは、このデフォルト UTF-8 フォーマット トピック名空間を使用します。

名前/group_id/message_type/edge_node_id/[device_id]

  • 名前空間:両方の構造を定義するルート要素です。 お問い合わせ 残りの名前空間要素とエンコーディング 関連するペイロードデータに使用されます。 名前空間の形式はUTF-8 文字列定数使用する必要があります。 同様に、 現在の位置 Sparkplug 仕様は 2 つの名前空間を定義します。
  • Sparkplugペイロード定義 ツイート
  • 名前空間要素は"spAv1.0" は、
  • Sparkplugペイロード定義 ツイート
  • 名前空間要素は「spBv1.0」とは
  • グループID:MQTT EoNノードのユニークな論理グループIDを提供します。 のために group_id 形式は UTF-8 英数字の文字列は「+」(プラス)、'/'(フォワードスラッシュ)、および 「#」 (ナンバーサイン) [group_id] が異なる Cement 業界に MQTT EoN ノードを使用する場合の例 部門は持っています 別の[group_id]。
  • 要素:指示を、いかに扱うかとして提供します MQTTの特長 メッセージのペイロード。 以下の message_type 要素は Sparkplug Topic Namespace で定義されます。
  • ログイン- MQTT EoNノードの出生証明書。
  • ノーダース- MQTT EoNノードの死亡証明書。
  • ガバナンス– デバイスの出生証明書。
  • ダース– デバイスの死亡証明書。
  • ログイン– ノードのデータメッセージ。
  • ダータ– デバイスデータメッセージ
  • NCMDシリーズ- Nodeコマンドメッセージ。
  • DCMDの– デバイスコマンドメッセージ。
  • スタンダード- 重要なアプリケーションの状態メッセージ。
  • 文字列_node_id:内のMQTT EoNノードの識別が不要 インフラ Edge_node_id の場合、このフォーマットは UTF-8 英数字文字列で、予約された文字を除きます。 「+」 (プラス), ‘/’ (フォワードスラッシュ), と ‘#’ (番号記号). end_node_id はすべてのメッセージが公開されているので、できるだけ短くする必要があります。
  • デバイス:付属のデバイスを識別するために使用される不要なID MQTTの特長 EoN ノード。 device_id はオプションの要素です 一部のメッセージは、デバイスの場所にあるedge_node_id に発信またはdestined されるためです。 ログイン ない お問い合わせ device_id の形式は、予約済み以外の有効な UTF-8 英数字文字列です。 「+」の文字 (プラス), '/' (forward slash), ‘#’ (number Sign). device_id はすべてのメッセージが公開されているので、 お問い合わせ ショート 可能です。

Sparkplug MQTT デバイスとネットワークのシミュレーション

スパークプラグ MQTT メッセージの種類

Sparkplug は、接続状態を管理するために使用される MQTT メッセージのセットの Topic Namespace を定義します。 として 双方向性 一般的なリアルタイムSCADA/IIoT、モニタリング、データに適用するメトリック情報交換 収集システムの使用 場合。 定義されたメッセージタイプには、以下が含まれます。


  • ログイン- MQTT EoNノードの出生証明書。
  • ノーダース- MQTT EoNノードの死亡証明書。
  • ガバナンス– デバイスの出生証明書。
  • ダース– デバイスの死亡証明書。
  • ログイン– ノードのデータメッセージ。
  • ダータ– デバイスデータメッセージ
  • NCMDシリーズ- Nodeコマンドメッセージ。
  • DCMDの– デバイスコマンドメッセージ。
  • スタンダード- 重要なアプリケーションの状態メッセージ。

外部リンク

これらの定義されたメッセージを使用して、SCADA/IIOT アプリケーションは、次のことができます。


  • 当初MQTTに接続されたEoN/Deviceのすべてのメタデータとモニターの状態を発見 インフラ
  • その後、すべての診断、特性、メタデータ、および現在の状態を含むすべてのメトリックを発見 値。
  • EoN/Device メトリックに書き込み/コマンドメッセージを発行します。

スパークプラグの作成 MQTTの特長 IoTシミュレータのメッセージタイプ

MQTT EoN NBIRTHND の認証:EoN の最初の MQTT メッセージ ノード 成功を収めた上で公開しなければならない MQTT セッションの設立は、EoN BIRTH 証明書です。

NBIRTHの作成: [namespace/group_id/NBIRTH/edge_node_id]


  • spBv1.0 をクリックし、
  • 作成する MQTTイベントお問い合わせ当日予約5秒間隔ごとに設定します。
  • そのように、トピックの名前空間を与える

spBv1.0/キルン/NBIRTH/1

  • 1 に QoS を選び、1 として保持して下さい
  • 「NBIRTH」としてメッセージを与え、保存します

NDEATHの作成: [namespace/group_id/NDEATH/edge_node_id]

  • spBv1.0 をクリックし、
  • MQTTアドレス イベントお問い合わせ「接続解除」設定。
  • そのようにトピックを与える

spBv1.0/キルン/NDEATH/1

  • 1 に QoS を選び、1 として保持して下さい
  • 「NDEATH」にメッセージを伝え、保存します。

MQTT EoN ノードデータ (NDATA)

  • MQTT EoN ノードが適切な NBIRTH でオンラインの場合、NDATA が公開されます。
  • これにより、MQTTのネイティブな連続セッション意識の優位性が監視できます。 新着情報 すべての接続された MQTT EoN ノードと、例外 (RBE) のメッセージによるレポートに依存 MQTT セッション接続上のメトリック状態が変更されます。
  • NDATAメッセージのペイロードには、RBEまたはタイムベースが含まれます。 任意のサブスクライブに報告する必要があるメトリックEoNノード値MQTT クライアントお問い合わせ

NDATA:[namespace/group_id/NDATA/edge_node_id]

  • spBv1.0 をクリックし、
  • + アイコンをクリックし、選択ビーキャビア
  • その中で、コマンドのトピックを次のようにします。「NBIRTH トピック名空間」コマンド「NBIRTH」のコンセプト
  • 次に、イベントの NDATA トピック名空間を与え、イベントデータを現在の時刻に表示し、保存をクリックします。

spBv1.0/キルン/NDATA/1

  • 今NDATAは、NDATAトピック名空間を購読すると、購読者に公開されます。

証明書出生[DBRITH]

  • MQTT EoN ノードは、付随する物理および/または論理デバイスの管理を担当しています。 EoN ノードが NBIRTH を公開したら、EoN ノードがオンラインであることを確認します。
  • しかし、このノードに接続された各物理的および/または論理的なデバイスは、このノードを提供する必要があります。 ガバナンス 前へ 消費者アプリケーションはメトリック構造を作成/更新します(このデバイスが初めての場合) 最近の投稿 見ました) アプリケーションに関連付けられたメトリックを設定して、お問い合わせステート。

DBRITH:[名前空間/group_id/DBIRTH/edge_node_id]

  • spBv1.0 をクリックし、
  • + アイコンをクリックし、選択ビーキャビア
  • その中で、「NBIRTH トピック名空間」と「NBIRTH」コマンドとしてコマンドトピックを付与します。
  • 次に、イベントのDBIRTHトピック名空間を与え、イベントデータをDBIRTHとして表示し、保存をクリックします。

ログイン Bv1.0/キルン/DBIRTH/1

  • DBIRTH は、DBIRTH トピックの名前空間を購読すると、購読者に公開されます。

スマートフォンアプリ(DDATA)

  • MQTT EoN ノードと関連デバイスが適切な出生証明書ですべてオンラインである場合 モードで キルセントの 変更するメトリックの例外(RBE)レポート。
  • すべての接続されたデバイスのSTATEを監視し、レポートに依存することができます 例外(RBE) メッセージ MQTT セッション接続で任意のメトリック値が変更されます。
  • DDATAの作成:[名前空間/group_id/DDATA/edge_node_id/device_id]
  • spBv1.0 をクリックし、
  • 10秒間隔で20分間隔で「特定の期間」でイベントをクリックします。
  • そのようにトピックを与える

spBv1.0/キルン/DDATA/1/LSM213


  • 1 に QoS を選び、1 として保持して下さい
  • 「ON|OFF」としてランダムなメッセージを発信し、保存をクリックします。

特許申請書[DDEATH]

  • 何らかの理由でデバイスが利用できなくなった場合 (応答なし、CRCのエラーなど) EoN ノードが DDEATH を代わって公開する責任です。 お問い合わせ エンドデバイス。
  • DDEATH 証明書が公開されたら、MQTT クライアントはこれを購読します デバイスは、すべてのメトリックのデータ品質を設定する必要があります「セール」お問い合わせ

ダース:

[名前空間/group_id/DDEATH/edge_node_id/device_id]

  • spBv1.0 をクリックし、
  • + アイコンをクリックし、選択ビーキャビア
  • その中で、コマンドのトピックを「DDATAトピック名空間」とし「OFF」コマンドとして付与します。
  • 次に、イベントのDBIRTHトピック名空間を与え、イベントデータをDDEATHとして表示し、保存をクリックします。

ログイン Bv1.0/キルン/DDEATH/1

  • DDEATH は、DBIRTH トピックの名前空間を購読すると、購読者に公開されます。 ツイート

SCADA/IIoT の認証と認証

  • SCADA/IIoTホストノードは、メッセージの購読と公開を行うMQTTクライアントアプリケーションです。
  • インフラでは、mulitple MQTT Serversは、MQTT EoNの冗長性と拡張性を提供します。 ノード 注意する必要があります お問い合わせ「登録」プライマリSCADA/IIoTホストアプリケーション
  • SCADA/IIoTホストの誕生/出産証明書のユニークなセットで「state」をキャッシュできます。 MQTTの特長 クライアント 必須 新しいMQTTセッションが確立されたときに公開します。
  • SCADA/IIOTのトピック名空間 ホスト:STATE/scada_host_id の一覧
  • MQTT トランスポートの側面は、お問い合わせ公開する プライマリの現在の状態を維持する ホスト MQTT クライアント セッションの状態をすべての利用可能な状態にMQTTについてお問い合わせ
  • scada_host_id の形式は、予約された文字の例外で String が有効です。 「+」 (プラス), '/' (forward slash), ‘#’ (number Sign).

SCADA/I 出産 IoT ペイロード (STATE):

  • SCADA/IIOT をクリックし、
  • 「On Connect」設定でイベントを作成します。
  • SCADA/IIOT ホストのトピック名空間として話題を出す/scada_host_id:: STATE/SCADABIRTH(スケート/スキャダブラッシュ)
  • セットウィル フラグを「1」と「1」として保持
  • 「Text」と「Constant」としてメッセージタイプを選択します。
  • ペイロードやメッセージをそのままに「オンライン」お問い合わせ

SCADA/IIoT クライアントの認証

  • SCADA/IIoT ホスト MQTT クライアントが MQTT セッションを MQTT Server(s) に確立する場合、 死亡証明書は、死証明書の一部になりますトピックそして、ペイロード登録済み MQTT CONNECTトランザクション。
  • ウィールトピックは以下のとおりです。STATE/scada_host_id の一覧

SCADA/IIoT DEATHCertificate ペイロード (STATE):

  • SCADA/IIOT をクリックし、
  • スイッチボタンを直接クリックして、ログイン
  • そのようにトピックを与える:代表者/SCADADEATH
  • メッセージまたはペイロードをとして与える「おんせん」
  • セットウィル フラグを「1」と「1」として保持

MQTT EoN ノード (NCMD)

  • NCMDコマンドのトピックは、接続されたEoNにコマンドを送信するために使用されるTopic Namespaceを提供します ノード。
  • これは、NBIRTHメトリックに含まれる関連するメトリックに更新されたメトリック値を送信することを意味します リスト。
  • トピックの名前空間:ユーザ名/グループ名/NCMD/edge_node_id

MQTT EoN ノードの構成 (NCMD)

  • spBv1.0 をクリックし、
  • イベントの作成コマンドの実行
  • そのようにトピックを与える

ログイン Bv1.0/キルン/NCMD/1

  • 「1」にQoSを設定し、「1」に保持
  • JSON でメッセージタイプを選択し、[+] ボタンをクリックします。
  • このようにNBIRTHメトリックを追加します。
  • ONLINE_STATEとオンラインタイム。
  • 鍵を「Online_STATE」として指定し、「constant」を選択し、TRUE として値を指定し、ADD をクリック
  • 次 クリック + ボタンと
  • 「システム変数」を選択し、リストから「$Current_time」を選択します。
  • 次に ADD をクリックし JSON を保存します。
  • NBIRTHが発生したら、アクションアイコンをクリックしてNCMDを公開します。
  • 左側にNCMDが接続されたEoNノードにコマンドを送信します。
  • 次へサインアップSCADA/IIOT の NCMD トピックでは、spBv1.0 から更新メトリックを取得できます。

通信機器(DCMD)

  • DCMDのトピックは、接続されたデバイスにメトリックを公開するために使用されるトピック名空間を提供します。
  • つまり、DBIRTH メトリックリストに含まれている関連するメトリックに新しいメトリック値を送信します。
  • トピックの名前空間:ユーザ名/グループ名/DCMD/edge_node_id/device_id

通信機器(DCMD)

spBv1.0/キルン/DCMD/1/LSM213

  • 「1」にQoSを設定し、「1」に保持
  • JSON でメッセージタイプを選択し、[+] ボタンをクリックします。
  • このようにNBIRTHメトリックを追加します。
  • ONLINE_STATEとオンラインタイム。
  • 鍵を「Online_STATE」として指定し、「constant」を選択し、TRUE として値を指定し、ADD をクリック
  • 次 クリック + ボタンと
  • 「システム変数」を選択し、リストから「$Current_time」を選択します。
  • 次に ADD をクリックし JSON を保存します。
  • DBIRTHが発生したら、アクションアイコンをクリックすることでDCMDを公開
  • 左側にNCMDが接続されたEoNノードにコマンドを送信します。
  • 次へサインアップSCADA/IIOT の DCMD トピックでは、spBv1.0 から更新メトリックを取得できます。
  • これらは、接続状態を管理するために使用されるMQTTメッセージタイプのSparkplugセットです。 次へログイン BevywiseのIoTお問い合わせ 組み込みMQTTについてまたは接続する その他のMQTTBroker Spatkplug シミュレーションを開始する。 同様に他のノードの Sparkplug メッセージタイプを作成します。

MQTTスパークプラグの仕様

現在、この仕様がサポートする2つのSparkplugのエンコーディングスキームがあります。


  • まずはスパークプラグ ログイン非常に人気のあるKuraオープンソースのGoogleプロトコルバッファ定義に基づくスキーム。
  • 第二にスパークプラグ B ログインMQTTを使用して多くのシステムインテグレータとエンドユーザー顧客のフィードバックで開発された豊富なデータモデルを提供するスキーム。

豊富なデータモデルと、Sparkplug Bの標準化されたメッセージングにより、組織は今もできる 個々のノードやデバイスを超えて考える。 このリアルタイムデータをプラント全体で活用するため または企業、ユニファイド名空間(UNS)組織し、一元化された方法を提供します。 すべての運用データをシームレスに共有し、消費します。

MQTT Sparkplug との統合

Sparkplug MQTT シミュレーションを拡張し、モダンな IIoT と整列し、業界 4.0アーキテクチャ、ユニファイド・ネーム(UNS)は、


UNSは、UNSが行動する単一 バック バック バックすべてのリアルタイムを一緒に持って来る企業 そして、エッジからクラウドへの歴史情報は、統一された階層構造下にあります。

ユニファイド名前空間(UNS)とは?

ツイート名称空間全てのプラント・フロア・システム、機器、 企業アプリケーションは、よくある質問MQTTについてインフラ


それは表します最近の投稿あらゆるデータポイントを利用できるようにし、 任意のシステムまたはそれを購読するアプリケーションで消耗品.

本質的に、UNSは以下を提供します。


UNSのMQTTスパークプラグの役割

ザ・オブ・ザ・MQTTスパークプラグ Bの指定自然にフィットするお問い合わせUNSについて


UNS は、データの整理方法を定義していますが、Sparkplug はデータがどのように通信されるかを定義しています。 すべての IIoT コンポーネント間の信頼性、最新認識、および構造化メッセージング。


UNSとSparkplug Bを組み合わせて:


  • すべてのノード、デバイス、およびアプリケーションは、一般的なトピックとペイロード構造を共有します。
  • 出生・出産・データメッセージでリアルタイムのコンテキストが維持されます。
  • システムは、カスタム統合なしでメトリック、プロパティ、状態を自動的に検出できます。
  • 企業は複数の植物および端ネットワークを渡る横に拡大できます。

典型的なUNS Sparkplug B のトピック階層

よく設計されたUNS構造は、多くの場合、企業の物理的なレイアウトを映します。


国連/
├──植物A/
│ ├── エリア1/
│ │ ├── ライン1/
│ │ │ ├── マシン01/
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ └── spBv1.0/PlantA/DCMD/Machine01
│ │ │ └── マシン02/
│ │ └── ライン2/
│ └── エリア2/
└──植物B/

建築の解説

  • UNS(ユニバーサル名空間)

    • プレー業務用機器
    • 組織図,,,, ライン植物, 機械場所 その その その
  • 建物階層階

    • A・BB→ 本社所在地
    • エリア1 / エリア2→ 別の植物。
    • ライン1 / ライン2→各エリア
    • マシン01 / Machine02
  • 各機械のスパークプラグ

    • ガバナンス→ 番組発表
    • ダータ→ ます(温度) ます(等) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます(ます) ます) ます(ます) ます) ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます ます
    • DCMDのお問い合わせ
    • は、spBv1.0 で、名前の空間化、UNS のパスにマッチします。コマンド 精密機械。
  • このアーキテクチャのマター

    • ミラー. . .業務委託、業務委託
    • お問い合わせSCADA、MES、分析ツールで で から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から から
    • お問い合わせ組織、スケーラブルで、行動する。

要するに、Sparkplug BのUNS構造は、よく分類されたファイリングシステムすべての機械のために。 すべてのデバイスは、メッセージの送信と受信の明確な場所を持っているので、あなたの制御と分析システム データがどこから来たのか、コマンドがどこにあるかを常に把握します。

UNSとSparkplug Bのアーキテクチャの概要

次の図は、どのように説明するかを示していますMQTTとは Sparkplug B と統合IIoTエコシステム内

UNS & Sparkplug Architecture

Sparkplug B でUNS を使う


  • 集中的可視性:すべてのリアルタイムデータは、すべてのシステムにアクセスできる単一の名前空間に公開されます。
  • プレイステーション:データパイプラインを再設計することなく、新しい機器やアプリケーションを追加できます。
  • 規格:すべてのプラントとシステム全体で統一されたトピックとペイロード構造。
  • : : MQTTの特長最小限のオーバーヘッドで、効率的なイベント主導のデータ転送を実現します。
  • レジリエンス:Sparkplug のセッションの意識は、正確なオンライン/オフラインのステータストラッキングを保証します。

ユニファイドデータでエンタープライズをエンパワー

MQTTの特長 スパークプラグ ユニファイド・ネームスペースと組み合わせたBは、すべての構造化されたリアルタイムビューを提供します 企業間での運用データ このアプローチにより、シームレスなスケーラビリティ、プラグアンドプレイが可能 プラントやシステム全体の意思決定の統合と高速化


私たちについて MQTTについて、信頼性を保障し、この建築を楽に実現できます、 あらゆるデバイスとアプリケーション向けの状態認識 システムを接続し、操作を合理化して下さい、 IIoT エコシステム全体で実用的なインサイトをロックし、


MQTTについてIIoT システムを今日までお届けします。

環境を検証する

コードなしでデータを生成

EoN ノードとデバイスのシミュレーションを簡単なユーザーインターフェイスで簡素化