Protocolo MQTT: a solução para comunicação M2M?

A telemetria é um conceito relativamente antigo no mundo da ciência da comunicação. No início do século passado os sensores ganharam a capacidade de enviar um sinal à distância, permitindo aos cientistas monitorar a máquina e outras atividades remotamente. E agora, com processadores de computador, as máquinas podem atuar em dados enviados de sensores e outras máquinas, criando comunicações M2M (machine-to-machine). A atual proliferação do uso da Internet para comunicações de dados e informações está impulsionando a demanda por protocolos padrão.

 

A Internet das Coisas pode assumir diferentes significados dependendo de seu uso. Para fins comerciais e industriais, estes conceitos podem ser divididos em duas esferas: Internet das Coisas Industrial (IIoT) e Internet das Coisas (IoT). Algumas diferenças importantes entre os dois são:

  • IoT se aplica a muitos segmentos de mercado, incluindo bens de consumo, agricultura, manufatura e saúde, enquanto a IIoT se concentra em aplicações industriais, como manufatura e energia. O IIoT é um subconjunto menor da IoT, que maior e mais geral.
  • IoT se concentra nos consumidores humanos. A IIoT aspira acessar o máximo de dados possíveis para ajustar os processos industriais e maximizar as eficiências de uma cadeia de suprimentos.
  • Embora a IoT gere uma grande quantidade de dados que podem melhorar a experiência do consumidor, os dados da IIoT são muito mais volumosos e podem ser muito mais importantes em relação ao sucesso do processo e à segurança das partes interessadas.

 

O principal desafio para a IoT e a IIoT no futuro é como lidar com as enormes quantidades de dados reunidos.

 

Afinal, o que é MQTT?

 

Essa foi a minha reação quando me aproximei pela primeira vez, o que acaba sendo um assunto muito interessante. A sigla significa:

  • Mensagem: Em termos mais simples, o MQTT envolve uma fonte de dados que publica uma mensagem em um “intermediário”. O intermediário então despacha os dados da mensagem para todos os dispositivos que assinaram as tags de dados daquela origem exata.
  • Fila (queue): Apesar da palavra “fila” no nome, o MQTT não é um protocolo baseado em filas. Aparentemente, este termo permaneceu não utilizado ao longo do legado de protocolos geracionais.
  • Telemetria: Chave para IoT e IIoT, a transmissão de dados é o coração da telemetria.
  • Transporte: A transmissão de dados ocorre de ponto a ponto por meio de um hub/broker centralizado.

 

O MQTT é um sistema simples de hub e spoke: sensores, aplicativos e dispositivos se comunicam por meio de um intermediário central em execução em um data center. Os dispositivos não tentam se comunicar entre si, pois todos os dados passam pelo intermediário em busca de direção. O MQTT é leve em relação aos requisitos de processamento e, como tal, presta-se bem a aplicativos em redes de largura de banda e restrições de latência, como aquelas normalmente encontrados em ambientes de produção. As sessões do MQTT são simples e rápidas: conexão, autenticação, comunicação e finalização. A simplicidade e “leveza” do protocolo se presta a um aumento na escalabilidade à medida que o volume de dados aumenta. O MQTT é ideal para redes grandes e remotas de muitos sensores simples, como linhas de transmissão de energia, oleodutos ou poços de combustível fóssil.

 

Uma ampla gama de aplicações

 

Além da capacidade de monitorar oleodutos extensos e outros ativos de transmissão de energia, a natureza compacta e de baixa largura de banda do MQTT se presta a muitos outros usos. Aplicações de automação residencial, incluindo aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC), iluminação, aparelhos inteligentes e sistemas de segurança adotaram o MQTT (Figura 1). A jardinagem doméstica pode receber alta tecnologia por meio de mensagens enviadas por sensores de luz, temperatura e umidade que encaminham para os assinantes adequados, que, por sua vez, ajustam os procedimentos de irrigação de acordo e automaticamente. Você até pode programar um Arduino ou Raspberry Pi para controlar luzes de Natal usando o protocolo MQTT. Monitores médicos, monitoramento de rede de transporte, rastreamento de ativos, verificações de conformidade ambiental, registro de dados climáticos e monitoramento automatizado de quiosque são exemplos de MQTT em uso.

 

A automação residencial é um dos usos do MQTT.
Figura 1: A automação residencial é um dos usos do MQTT.

 

Embrulhar

 

Informações oportunas e precisas podem ser úteis para melhorar o desempenho nos mundos de consumo (IoT) e manufatura (IIoT). À medida que mais e mais dados estiverem disponíveis para interpretação e consumo, o estabelecimento de protocolos e metodologias para o compartilhamento de informações será essencial. No mundo das comunicações M2M, o MQTT está se estabelecendo como um protocolo líder porque fornece um aumento na escalabilidade e minimiza o efeito de longa latência, baixa largura de banda e interrupções de transmissão que são predominantes no espaço físico de manufatura.

 

A Mouser Electronics pode ajudá-lo a encontrar sensores, antenas, modems, registradores de dados, processadores embarcados e outros componentes e equipamentos necessários para um sistema M2M e IIoT robusto. Uma ampla seleção desses e de outros produtos pertinentes está no site da Mouser, juntamente com dados técnicos e de suporte para auxiliar nas decisões de design e de compra. A Mouser oferece um conjunto completo de produtos e recursos informativos que visam ajudar na pesquisa e descoberta de vários tópicos, incluindo IoT e IIoT.

 

Artigo escrito originalmente por Steve Schriber para Mouser Electronics: MQTT Protocol: The Solution for Machine-to-Machine Communications?.

Traduzido por Equipe Embarcados.

 

 

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(*) este post foi patrocinado pela MOUSER ELECTRONICS

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Desculpe, mas seria melhor postar o artigo em inglês mesmo !!! Tradução péssima sem continuidade !!!