隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備種類不斷增多，通信協(xié)議也各不相同。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集，工業(yè)MQTT網(wǎng)關(guān)作為關(guān)鍵的邊緣設(shè)備，不僅支持主流的MQTT協(xié)議，還能夠通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)非MQTT設(shè)備的接入和管理，從而推動(dòng)工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。本篇就結(jié)合佰馬MQTT工業(yè)網(wǎng)關(guān)，簡(jiǎn)單分析工業(yè)MQTT網(wǎng)關(guān)如何通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換接入非MQTT設(shè)備。

一、工業(yè)MQTT網(wǎng)關(guān)的作用

佰馬工業(yè)MQTT網(wǎng)關(guān)主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)/設(shè)備上云等功能。MQTT協(xié)議憑借輕量、發(fā)布/訂閱模式和低帶寬占用等優(yōu)點(diǎn)，成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中廣泛采用的通信協(xié)議。但是在具體項(xiàng)目中，仍然有大量工業(yè)設(shè)備采用的是Modbus、OPC UA、PROFINET、EtherNet/IP等多種協(xié)議，這些協(xié)議與MQTT協(xié)議不兼容，導(dǎo)致直接接入云平臺(tái)或上層系統(tǒng)存在障礙。

二、協(xié)議轉(zhuǎn)換的必要性

非MQTT設(shè)備如傳統(tǒng)PLC、傳感器、執(zhí)行器等，通常使用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線或?qū)Ｓ袇f(xié)議進(jìn)行通信。工業(yè)MQTT網(wǎng)關(guān)可以通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換，將這些設(shè)備的原始數(shù)據(jù)格式和通信方式轉(zhuǎn)變?yōu)镸QTT協(xié)議格式，使其能夠順利接入MQTT生態(tài)系統(tǒng)。這種轉(zhuǎn)換不僅僅是數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)化，更包含數(shù)據(jù)語(yǔ)義的解析和重新組織，確保數(shù)據(jù)在上傳和應(yīng)用時(shí)的準(zhǔn)確性和一致性。

三、協(xié)議轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)機(jī)制

1.多協(xié)議解析模塊：佰馬工業(yè)MQTT網(wǎng)關(guān)內(nèi)置多協(xié)議解析模塊，支持Modbus RTU/TCP、OPC UA、CAN、PROFINET等工業(yè)協(xié)議。網(wǎng)關(guān)通過(guò)串口、以太網(wǎng)等接口與非MQTT設(shè)備通信，解析設(shè)備發(fā)送的原始數(shù)據(jù)。

2.數(shù)據(jù)映射和格式轉(zhuǎn)換：MQTT網(wǎng)關(guān)采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)預(yù)處理和格式化，轉(zhuǎn)成符合MQTT主題結(jié)構(gòu)的消息載體。數(shù)據(jù)字段映射到標(biāo)準(zhǔn)化的JSON、XML或二進(jìn)制格式，方便上層系統(tǒng)解析。

3.MQTT客戶端功能：協(xié)議轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)關(guān)內(nèi)置MQTT客戶端，以發(fā)布/訂閱模式傳輸?shù)皆贫?，?shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析。

4.雙向通信支持：除了數(shù)據(jù)上報(bào)，工業(yè)MQTT網(wǎng)關(guān)還能接收MQTT下發(fā)的控制指令，經(jīng)過(guò)反向協(xié)議轉(zhuǎn)換后，發(fā)送給對(duì)應(yīng)的非MQTT設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

四、應(yīng)用案例

在生產(chǎn)車間中，PLC設(shè)備通過(guò)Modbus協(xié)議與工業(yè)MQTT網(wǎng)關(guān)連接。網(wǎng)關(guān)解析Modbus數(shù)據(jù)，將溫度、壓力等關(guān)鍵參數(shù)轉(zhuǎn)換成MQTT消息，發(fā)布至云平臺(tái)進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)警。當(dāng)后臺(tái)系統(tǒng)檢測(cè)到異常時(shí)，通過(guò)MQTT下發(fā)指令，網(wǎng)關(guān)將指令轉(zhuǎn)成Modbus命令發(fā)送給PLC，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。

工業(yè)MQTT網(wǎng)關(guān)通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換有效解決了工業(yè)設(shè)備協(xié)議多樣化帶來(lái)的接入難題，使得非MQTT設(shè)備能夠無(wú)縫融入現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中。它不僅保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，也為工業(yè)設(shè)備的數(shù)字化改造和智能制造提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。未來(lái)，隨著工業(yè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化和邊緣計(jì)算的發(fā)展，工業(yè)MQTT網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能將更加智能和高效，推動(dòng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)邁上新臺(tái)階。