જ્યારે તમે વિશે વાત કરો લાખો IoT ઉપકરણોને કનેક્ટ કરો વિશ્વસનીય, હળવા અને સુરક્ષિત સંદેશાવ્યવહાર માટે, હંમેશા એક જ નામ આવે છે: MQTT. આ પ્રોટોકોલ સેન્સર્સ, ઔદ્યોગિક ગેટવેઝ, સ્માર્ટ હોમ ડિવાઇસેસ અને ક્લાઉડ પ્લેટફોર્મ્સ માટે નેટવર્ક ઓવરલોડ કર્યા વિના અથવા ઉર્જા વપરાશમાં વધારો કર્યા વિના વાતચીત કરવા માટે એક મુખ્ય ઘટક બની ગયું છે.
ફક્ત "બીજો પ્રોટોકોલ" બનવાથી દૂર, MQTT ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સની વાસ્તવિક જરૂરિયાતો સાથે એક હાથમોજાની જેમ બંધબેસે છે.અસ્થિર નેટવર્ક્સ, હાસ્યાસ્પદ રીતે ઓછી બેન્ડવિડ્થ, ખૂબ જ મર્યાદિત હાર્ડવેર, માંગણી કરતા ઔદ્યોગિક વાતાવરણ, અથવા સાયબર ફેક્ટરીઓ, ઊર્જા ટેલિમેટ્રી, અથવા અદ્યતન હોમ ઓટોમેશન જેવા વાસ્તવિક સમયના એપ્લિકેશનો. ચાલો શાંત અને વિગતવાર નજર કરીએ કે તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે, IoT કનેક્ટિવિટીમાં તે શું ભૂમિકા ભજવે છે, MQTT ગેટવે શું છે, અને કયા ચોક્કસ કિસ્સાઓમાં અન્ય વિકલ્પોની તુલનામાં તેનો ઉપયોગ કરવો વધુ અર્થપૂર્ણ છે.
MQTT શું છે અને તે IoT માં આટલું લોકપ્રિય કેમ બન્યું છે?
MQTT (મેસેજ કતાર ટેલિમેટ્રી ટ્રાન્સપોર્ટ) એ હલકો, ઓપન સ્ટાન્ડર્ડ મેસેજિંગ પ્રોટોકોલ ખાસ કરીને મશીન-ટુ-મશીન (M2M) કોમ્યુનિકેશન માટે અને વિસ્તરણ દ્વારા, ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ માટે રચાયેલ છે. તેનો ઉદ્દેશ્ય ખૂબ જ સ્પષ્ટ છે: નેટવર્ક નબળું હોય, બેન્ડવિડ્થ મર્યાદિત હોય અને ઉપકરણમાં મેમરી અથવા કમ્પ્યુટિંગ પાવર ખૂબ ઓછી હોય તો પણ ઉપકરણો વચ્ચે ડેટા મોકલવા અને પ્રાપ્ત કરવા માટે સક્ષમ બનવું.
ક્લાસિક ક્લાયંટ-સર્વર મોડેલથી વિપરીત, MQTT એનો ઉપયોગ કરે છે પ્રકાશન/સબ્સ્ક્રિપ્શન આર્કિટેક્ચર તે બ્રોકર નામના કેન્દ્રીય મધ્યસ્થી પર આધારિત છે. ઉપકરણો એકબીજા સાથે સીધા વાતચીત કરતા નથી, પરંતુ ચોક્કસ વિષયોમાં સંદેશાઓ પ્રકાશિત કરે છે અને રસના વિષયો પર સબ્સ્ક્રાઇબ કરે છે. બ્રોકર આ બધા સંદેશાઓ પ્રાપ્ત કરવા, તેમને ફિલ્ટર કરવા અને યોગ્ય ગ્રાહકો સુધી પહોંચાડવા માટે જવાબદાર છે.
આ રીતે કામ કરવું MQTT બનાવે છે અત્યંત લવચીક અને સ્કેલેબલસેંકડો કે હજારો મુશ્કેલ-થી-મેનેજ પોઈન્ટ-ટુ-પોઈન્ટ કનેક્શન હોવાને બદલે, બધું બ્રોકર દ્વારા ગોઠવવામાં આવે છે, જે અમલીકરણ અને ઉપલબ્ધ સંસાધનોના આધારે થોડા ઉપકરણોથી લઈને લાખો ઉપકરણો સુધી હેન્ડલ કરી શકે છે.
IoT માટે MQTT ની મુખ્ય તકનીકી લાક્ષણિકતાઓ
હલકો અને કાર્યક્ષમ પ્રોટોકોલ
IoT માં MQTT આટલું લોકપ્રિય છે તેનું એક મુખ્ય કારણ એ છે કે તે હાસ્યાસ્પદ રીતે હલકુંઉપકરણ પર અમલીકરણ ખૂબ જ ઓછા કોડ લઈ શકે છે અને ખૂબ ઓછા સંસાધનોની જરૂર પડે છે, જે તેને સામાન્ય માઇક્રોકન્ટ્રોલર્સ, ઓછી કિંમતના સેન્સર અથવા બેટરી સંચાલિત ઉપકરણો માટે આદર્શ બનાવે છે.
MQTT નિયંત્રણ સંદેશ તેના ન્યૂનતમ સંસ્કરણમાં હોઈ શકે છે ફક્ત બે બાઇટ ડેટાવધુમાં, મેસેજ હેડર્સ ખૂબ જ કોમ્પેક્ટ છે, જે કોમ્યુનિકેશન ઓવરહેડને ઘટાડે છે. આ ડિઝાઇન એવા દૃશ્યો માટે યોગ્ય છે જેમાં ઓછી બેન્ડવિડ્થ અથવા મોંઘા નેટવર્ક્સ (જેમ કે કેટલાક સેલ્યુલર નેટવર્ક્સ અથવા LPWANs), જ્યાં દરેક બાઇટ ગણાય છે.
જટિલ વિનંતીઓ અને વર્બોઝ હેડરો સાથે HTTP જેવા ભારે પ્રોટોકોલની તુલનામાં, MQTT પરવાનગી આપે છે નેટવર્કના ઉપયોગને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટેજ્યારે દર થોડીક સેકન્ડે હજારો ઉપકરણો વાત કરી રહ્યા હોય ત્યારે આ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.
વિષયો સાથે પ્રકાશન/સબ્સ્ક્રિપ્શન ટેમ્પલેટ
MQTT એક મોડેલ પર આધારિત છે વિષયો પર પ્રકાશન/સબ્સ્ક્રિપ્શનઆ ટેક્સ્ટ સ્ટ્રિંગ્સ (UTF-8 માં) છે જે માહિતીને સ્તરોમાં ગોઠવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્માર્ટ હોમમાં આપણી પાસે હોઈ શકે છે:
- ઘર/લિવિંગ રૂમ/તાપમાન
- ઘર/રસોડું/ધુમાડો
- ઘર/ગેરેજ/દરવાજો
લિવિંગ રૂમમાં તાપમાન સેન્સર વિષય પર તેના રીડિંગ્સ પોસ્ટ કરશે ઘર/લિવિંગ રૂમ/તાપમાનજ્યારે મોનિટરિંગ એપ્લિકેશન બધા આવનારા સંદેશાઓ પ્રાપ્ત કરવા માટે તે જ વિષય પર સબ્સ્ક્રાઇબ કરશે. આ રીતે, નવા ઉપકરણો અથવા ડેટા ગ્રાહકો ઉમેરવા જેટલું સરળ છે યોગ્ય વિષયોનો ઉપયોગ કરો, હાલના માળખાગત સુવિધાઓમાં ફેરફાર કર્યા વિના.
આ સિસ્ટમ, જ્યારે ક્લાસિક મેસેજ કતાર નથી, તે કતાર-આધારિત મોડેલ્સ જેવી જ છે: ઉપકરણો સંદેશાઓ જનરેટ કરે છે અને તેમને કેન્દ્રિય બિંદુ (બ્રોકર) પર મોકલે છે, અને પછી પ્રોસેસિંગ સિસ્ટમ્સ તે ડેટાનો ઉપયોગ કરે છે તેમની જરૂરિયાતો અનુસાર. આ સેન્સર બદલ્યા વિના ગ્રાહકોની સંખ્યા વધારીને સિસ્ટમને માપવાનું ખૂબ સરળ બનાવે છે.
સેવાની ગુણવત્તા (QoS) અને વિશ્વસનીયતા
ઘણા IoT ઉપકરણો આના દ્વારા જોડાય છે ઉચ્ચ વિલંબતા, ઓછી બેન્ડવિડ્થ અને મર્યાદિત વિશ્વસનીયતાવાળા નેટવર્ક્સજેમ કે પેચીદા મોબાઇલ નેટવર્ક્સ અથવા ગીચ વાયરલેસ લિંક્સ. MQTT એ સંદર્ભમાં સંદેશ પહોંચાડવાની ખાતરી કરવા માટે શ્રેણીબદ્ધ પદ્ધતિઓનો સમાવેશ કરે છે.
પ્રોટોકોલ ત્રણ સ્તરો વ્યાખ્યાયિત કરે છે સેવાની ગુણવત્તા (QoS):
- QoS 0 - "વધુમાં વધુ એક વાર"સંદેશ ફક્ત એક જ વાર મોકલવામાં આવે છે, પુષ્ટિ વિના. તે સૌથી ઝડપી અને હળવી પદ્ધતિ છે, પરંતુ કેટલાક સંદેશાઓ ખોવાઈ શકે છે.
- QoS 1 - "ઓછામાં ઓછું એક વાર"આનાથી ખાતરી થાય છે કે સંદેશ પહોંચે છે, જોકે તે ડુપ્લિકેટ રીતે આવી શકે છે. ડિલિવરીની ખાતરી આપવા માટે સ્વીકૃતિ સિસ્ટમનો ઉપયોગ થાય છે.
- QoS 2 - "બરાબર એક વાર"આ સૌથી મજબૂત સ્તર છે. તે ખાતરી કરે છે કે દરેક સંદેશ ફક્ત એક જ વાર પહોંચાડવામાં આવે છે, a નો ઉપયોગ કરીને ચાર-તબક્કાનો હેન્ડશેકતે થોડું ભારે છે, પરંતુ અમુક સંવેદનશીલ કિસ્સાઓમાં તે જરૂરી છે.
આ QoS સ્તરોને કારણે, MQTT ને અનુકૂલિત કરી શકાય છે વિવિધ ઉપયોગના કિસ્સાઓ: ટેલિમેટ્રીથી લઈને જ્યાં ડેટાનો ચોક્કસ ભાગ ખોવાઈ જાય તો કંઈ થતું નથી, ત્યાં સુધી જટિલ સિસ્ટમો જ્યાં સંદેશની નકલ કરવી અથવા ખોવાઈ જવું અસ્વીકાર્ય હશે.
પુનઃજોડાણ અને અસ્થિર નેટવર્ક્સનું સંચાલન
બીજો ફાયદો એ છે કે MQTT માટે રચાયેલ છે વારંવાર ડિસ્કનેક્શન ધરાવતા વાતાવરણઆ પ્રોટોકોલમાં એવી સુવિધાઓ શામેલ છે જે ઉપકરણને બ્રોકર સાથે ફરીથી કનેક્ટ થવામાં લાગતો સમય ઘટાડે છે, જે શંકાસ્પદ ગુણવત્તાવાળા સેલ્યુલર અથવા Wi-Fi નેટવર્ક્સ પર આવશ્યક છે; સુધારણા સુરક્ષિત વાઇફાઇ કનેક્શન આ ક્ષમતાઓને પૂરક બનાવી શકે છે.
વધુમાં, બ્રોકર હોલ્ડ કરેલા સંદેશાઓ, સત્ર સ્થિતિઓ અને અન્ય સુવિધાઓનું સંચાલન કરી શકે છે જે ઉપકરણોને મંજૂરી આપે છે સંદર્ભ ગુમાવ્યા વિના વાતચીત ફરી શરૂ કરો દર વખતે જ્યારે નેટવર્ક ડાઉન થાય છે અને પાછું ચાલુ થાય છે.
સુરક્ષા અને એન્ક્રિપ્શન
IoT માં, સુરક્ષા વૈકલ્પિક નથી. MQTT માં એન્ક્રિપ્શન અને પ્રમાણીકરણ આધુનિક પ્રોટોકોલ પર આધાર રાખીને: TLS 1.3 નો ઉપયોગ ચેનલને એન્ક્રિપ્ટ કરવા, ક્લાયંટ પ્રમાણપત્રો દ્વારા પ્રમાણીકરણ, OAuth અને વ્યવસાય અને ક્લાઉડ વાતાવરણમાં સામાન્ય અન્ય તકનીકો માટે થઈ શકે છે.
આ સંદેશાઓને ટ્રાન્ઝિટમાં એન્ક્રિપ્ટ કરવા અને લાગુ કરવાની મંજૂરી આપે છે Controlsક્સેસ નિયંત્રણો ચોક્કસ વિષયો પર કોણ પ્રકાશિત કરી શકે છે અથવા સબ્સ્ક્રાઇબ કરી શકે છે તે વિશે, માહિતીની ગુપ્તતા અને અખંડિતતા બંનેનું રક્ષણ કરે છે, જે ખાસ કરીને ઔદ્યોગિક, ઊર્જા અથવા આરોગ્ય વાતાવરણમાં સંબંધિત છે.
ભાષાઓ અને પ્લેટફોર્મ પર વ્યાપક સમર્થન
MQTT પાસે છે બહુવિધ ભાષાઓમાં બ્રોકર્સ અને ક્લાયન્ટ્સના પરિપક્વ અમલીકરણો (પાયથોન, સી, સી++, જાવા, જાવાસ્ક્રિપ્ટ, ગો, વગેરે) અને ખૂબ જ સક્રિય સમુદાય સાથે. આ વિકાસકર્તાઓ માટે વ્હીલને ફરીથી શોધ્યા વિના હાલની સિસ્ટમ્સ, ડેટાબેઝ, બિગ ડેટા ટૂલ્સ અથવા ક્લાઉડ સેવાઓ સાથે IoT ઉપકરણોને એકીકૃત કરવાનું સરળ બનાવે છે.
ઓપન-સોર્સ પ્રોટોકોલ હોવાથી સારી રીતે ચકાસાયેલ પુસ્તકાલયોશીખવાની પ્રક્રિયા થોડી ટૂંકી છે અને સુસંગતતા સમસ્યાઓનું જોખમ ઓછું થાય છે, જે તેને નાના પ્રોટોટાઇપથી લઈને મોટા પાયે ડિપ્લોયમેન્ટ સુધીના પ્રોજેક્ટ્સ માટે ખૂબ જ આકર્ષક બનાવે છે.
IoT આર્કિટેક્ચરમાં MQTT બ્રોકરની ભૂમિકા
દલાલ એ છે કે કોઈપણ MQTT-આધારિત આર્કિટેક્ચરનો મુખ્ય ભાગતે એક ઘટક છે જે બધા સંદેશાઓ પ્રાપ્ત કરે છે, તેમની પ્રક્રિયા કરે છે અને સંબંધિત વિષયો પર સબ્સ્ક્રાઇબ કરેલા ગ્રાહકોને તેનું વિતરણ કરે છે.
તેના મુખ્ય કાર્યોમાં આ છે:
- માહિતી મેળવો ક્લાયન્ટ્સ દ્વારા પ્રકાશિત (સેન્સર, ગેટવે, એપ્લિકેશન્સ, વગેરે).
- સંદેશાઓને ડીકોડ અને ફિલ્ટર કરો વિષય, QoS સ્તર અથવા સુરક્ષા નિયમો પર આધાર રાખીને.
- કયા ગ્રાહકો રસ ધરાવે છે તે નક્કી કરો દરેક સંદેશમાં (તમારા સબ્સ્ક્રિપ્શન્સ અનુસાર).
- લક્ષ્ય ગ્રાહકો સુધી સંદેશાઓ પહોંચાડોQoS અને અધિકૃતતા નીતિઓનું સન્માન કરવું.
બહુવિધ બ્રોકર અમલીકરણો છે, બંને ઓપન સોર્સ તેમજ કોમર્શિયલસૌથી વધુ જાણીતું મોસ્કિટ્ટો છે, જેનો ઉપયોગ ઘરના વાતાવરણમાં, ઉત્પાદકોમાં અને વધુ ગંભીર ડિપ્લોયમેન્ટમાં વ્યાપકપણે થાય છે, જે પ્રમાણમાં સરળ ગોઠવણી સાથે થોડાથી હજારો ગ્રાહકોનું સંચાલન કરવાની મંજૂરી આપે છે.
વ્યવહારમાં MQTT: Arduino, ESP8266 અને સ્થાનિક નેટવર્ક્સ
ઘણા ઘર અથવા અર્ધ-વ્યાવસાયિક IoT પ્રોજેક્ટ્સમાં, એકદમ સામાન્ય દૃશ્યમાં રાસ્પબેરી પાઇ અથવા પીસી પર ચાલતો MQTT બ્રોકર સ્થાનિક નેટવર્કની અંદર, અને વિવિધ ઉપકરણો જેમ કે Arduino IoT ક્લાઉડ રિમોટ એપ્લિકેશન સાથે Arduino અથવા ESP8266 ક્લાયન્ટ તરીકે જોડાયેલ છે.
ઉદાહરણ તરીકે, તમારી પાસે DHT22 તાપમાન સેન્સર ધરાવતું Arduino હોઈ શકે છે જે કોઈ વિષય પર સમયાંતરે વાંચન પોસ્ટ કરે છે જેમ કે ઘર/લિવિંગ રૂમ/તાપમાનદરમિયાન, બીજી Arduino અથવા મોબાઇલ એપ્લિકેશન વાસ્તવિક સમયમાં તાપમાન દર્શાવવા માટે સમાન વિષય પર સબ્સ્ક્રાઇબ કરે છે. બ્રોકર, આ કિસ્સામાં Mosquitto, પ્રથમ Arduino માંથી સંદેશાઓ પ્રાપ્ત કરવા અને તેમને બીજા સુધી પહોંચાડવા માટે જવાબદાર છે, તેમને એકબીજાને જાણવાની અથવા સીધા જોડાણનું સંચાલન કરવાની જરૂર વગર.
આ સ્થાપત્યનો એક મોટો ફાયદો છે: તે લગભગ સહેલાઈથી સ્કેલેબલ છેતમે પહેલાથી જ ઉપયોગમાં લેવાયેલા ઉપકરણોના વર્તનમાં ફેરફાર કર્યા વિના વધુ સેન્સર, વધુ ડેટા ગ્રાહકો ઉમેરી શકો છો અને તેમને ડેટાબેઝ, મશીન લર્નિંગ સિસ્ટમ્સ અથવા વિઝ્યુલાઇઝેશન ડેશબોર્ડ્સ સાથે કનેક્ટ કરી શકો છો. તમારે ફક્ત વિષયો અને સબ્સ્ક્રિપ્શન્સ સાથે પ્રયોગ કરવાની જરૂર છે.
ફક્ત HTTP નહીં પણ MQTT શા માટે?
એક ખૂબ જ સામાન્ય પ્રશ્ન એ છે કે શું MQTT નો ઉપયોગ ખરેખર યોગ્ય છે જ્યારે તમે દેખીતી રીતે બધું જ ઉકેલી શકો છો સીધી HTTP વિનંતીઓ ESP8266 અથવા તેના જેવા, રાઉટર પર પોર્ટ ખોલીને અને બસ, અથવા તો એન્ડ્રોઇડ પર વેબસોકેટ્સ.
જવાબ એ છે કે, તકનીકી રીતે શક્ય હોવા છતાં, MQTT ઘણા મહત્વપૂર્ણ ફાયદાઓ પ્રદાન કરે છે:
- ઓછી સરેરાશ વિલંબતા અને ઓછું ઓવરહેડ વારંવાર વાતચીતમાં, ખાસ કરીને દર થોડીક સેકન્ડે મોકલવામાં આવતા ટૂંકા સંદેશાઓ સાથે.
- મૂળ પબ/સબમોબાઇલ ફોનને દરેક ઉપકરણ સાથે સીધી વાત કરવાની જરૂર નથી; તેને ફક્ત બ્રોકર સાથે વાત કરવાની જરૂર છે.
- કેન્દ્રીયકૃત સુરક્ષા અને પ્રમાણીકરણ વ્યવસ્થાપન દરેક ઉપકરણ પર લોજિકની નકલ કરવાને બદલે, બ્રોકર પર.
- સ્કેલિંગની સરળતાજો આવતીકાલે તમે 5 થી 500 ઉપકરણો પર જાઓ છો, તો તમારે 500 પોર્ટ ખોલવાની કે સમગ્ર ટોપોલોજીને ફરીથી ડિઝાઇન કરવાની જરૂર નથી.
- પુનઃજોડાણ અને QoS માટે મૂળ સપોર્ટ અસ્થિર નેટવર્ક્સ વિશે વિચારી રહ્યા છીએ, જે HTTP ડિફોલ્ટ રૂપે ઓફર કરતું નથી.
સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં, તમારી મોબાઇલ એપ્લિકેશન MQTT બ્રોકર સાથે કનેક્ટ થશે (કાં તો પોર્ટ ફોરવર્ડિંગનો ઉપયોગ કરીને LAN ની અંદર, અથવા ક્લાઉડ બ્રોકર સાથે), નિયંત્રણ વિષય પર સંદેશ પ્રકાશિત કરશે (ઉદાહરણ તરીકે ઘર/લિવિંગ રૂમ/લાઇટ/સેટ), અને ESP8266, જે તે વિષય પર સબ્સ્ક્રાઇબ થયેલ છે, તેને લગભગ તરત જ આદેશ પ્રાપ્ત થશે. તમારે ફક્ત બ્રોકરનો ખુલાસો કરવાની જરૂર છે.નેટવર્ક પરના દરેક ઉપકરણમાં નહીં.
io.adafruit.com જેવી સેવાઓ અને તેમના સક્રિયકરણ અંતરાલો (મફત સંસ્કરણમાં દર 15 મિનિટે, પેઇડ સંસ્કરણમાં દર 5 સેકન્ડે) અંગે, તે છે ચોક્કસ સેવાની મર્યાદાઓસમસ્યા MQTT પ્રોટોકોલની નથી. પ્રોટોકોલ પોતે જ ખૂબ ઓછી લેટન્સી માટે પરવાનગી આપે છે; સમસ્યા એ છે કે પ્રદાતા ઉપયોગ આવર્તન મર્યાદા લાદે છે.
MQTT ગેટવે: સેન્સર અને ક્લાઉડ વચ્ચેનો પ્રવેશદ્વાર
MQTT ગેટવે શું છે?
કહેવાતા "MQTT ગેટવે" અથવા MQTT ગેટવે, સારમાં, એ સેન્સર્સ અથવા સ્થાનિક ઉપકરણો અને IoT પ્લેટફોર્મ અથવા MQTT બ્રોકર વચ્ચે મધ્યસ્થી ઉપકરણતેનું મુખ્ય કાર્ય વિવિધ પ્રોટોકોલમાં ડેટા એકત્રિત કરવાનું છે (દા.ત., બ્લૂટૂથ, વાયર્ડ સેન્સર, મોડબસ, વગેરે), તેને MQTT માં રૂપાંતરિત કરીને ક્લાઉડ અથવા સેન્ટ્રલ બ્રોકરને મોકલવાનું છે.
ઘણા કિસ્સાઓમાં, MQTT ગેટવેનો અમલ એક તરીકે કરવામાં આવે છે ચોક્કસ સોફ્ટવેર સાથે ઇથરનેટ ગેટવે જે MQTT ક્લાયન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે. આ ગેટવેમાં રેડિયો ઇન્ટરફેસ, ઔદ્યોગિક ઇનપુટ અને આઉટપુટ, અથવા ફીલ્ડબસ કનેક્ટિવિટી હોઈ શકે છે, અને તે બધાને MQTT ભાષામાં અનુવાદિત કરવા માટે તેમને એકીકૃત કરવા માટે જવાબદાર છે.
MQTT ગેટવેના ફાયદા (બ્લુટુથ MQTT સહિત)
MQTT-આધારિત ગેટવે, ખાસ કરીને જે બ્લૂટૂથને એકીકૃત કરે છે, તે ઘણા રસપ્રદ ફાયદાઓ પ્રદાન કરે છે:
- ખૂબ જ હળવા સંદેશાઓજે એકસાથે ઘણા સેન્સર ડેટા મોકલવા છતાં પણ સંચારને કાર્યક્ષમ બનાવે છે.
- દ્વિ-માર્ગી સંદેશાવ્યવહારતેઓ ફક્ત અપલિંક ટેલિમેટ્રી જ નહીં, પણ ક્લાઉડ-ટુ-ડિવાઇસ અને ડિવાઇસ-ટુ-ક્લાઉડ બંને સંચારને મંજૂરી આપે છે.
- વિશ્વસનીય ડિલિવરી QoS સ્તરો દ્વારા સપોર્ટેડ, ખાતરી કરે છે કે સંદેશાઓ ગોઠવેલા ગેરંટી સ્તર અનુસાર આવે છે.
- બિલ્ટ-ઇન સુરક્ષાગેટવે સામાન્ય રીતે TLS એન્ક્રિપ્શન અને પ્રમાણપત્ર પ્રમાણીકરણને સપોર્ટ કરે છે, તેથી ગેટવેમાંથી પસાર થતો ડેટા ક્લાઉડને સુરક્ષિત રીતે સ્પર્શે છે.
કિસ્સામાં MQTT બ્લૂટૂથ ગેટવેઆ ઉપકરણ રેન્જમાં રહેલા બધા BLE સેન્સરને સ્કેન કરે છે અને શોધી કાઢે છે, તેમની સાથે વાતચીતનું સંચાલન કરે છે અને MQTT બ્રોકરને ડેટા ટ્રાન્સમિશનનું કેન્દ્રિયકરણ કરે છે. IoT પ્લેટફોર્મના દૃષ્ટિકોણથી, આ બધા બ્લૂટૂથ સેન્સર "MQTT બોલે છે", ભલે તેઓ ખરેખર ગેટવે દ્વારા આમ કરે છે.
MQTT ગેટવે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે અને તેને કેવી રીતે ગોઠવવું
સામાન્ય શબ્દોમાં, MQTT ગેટવેનો લાક્ષણિક પ્રવાહ નીચે મુજબ છે:
- તેની શ્રેણીમાં સેન્સર અને ઉપકરણોને સ્કેન કરો અને શોધો (દા.ત., બ્લૂટૂથ અથવા વાયર્ડ નેટવર્ક દ્વારા).
- ડેટા એકત્રિત કરો તે સેન્સર્સમાંથી સંબંધિત પ્રોટોકોલ દ્વારા.
- તે ડેટાને MQTT ફોર્મેટમાં અનુવાદિત કરો (યોગ્ય વિષયો અને પેલોડ્સ વ્યાખ્યાયિત કરીને).
- બ્રોકર પર ડેટા પ્રકાશિત કરો અથવા પસંદ કરેલા IoT પ્લેટફોર્મ પર.
ભૌતિક પ્રવેશદ્વારના રૂપરેખાંકનમાં સૌ પ્રથમ સમાવેશ થાય છે હાર્ડવેર એસેમ્બલી: નેટવર્ક પર એક અનન્ય ઓળખ સુનિશ્ચિત કરવા માટે યોગ્ય કેબલિંગ, સેન્સર કનેક્શન અને રેડિયો મોડ્યુલ વચ્ચેનું વિભાજન, અને પોર્ટ, MAC સરનામું અને સ્ટેટિક IP ની પસંદગી.
આગળ, તમે MQTT ક્લાયંટ ચલાવશે તે મોડ્યુલ પસંદ કરો, ઉદાહરણ તરીકે:
- Arduino + W5100 ઇથરનેટ મોડ્યુલ.
- ESP8266 મોડ્યુલ વાઇફાઇ કનેક્ટિવિટી સાથે.
ફર્મવેર વ્યાખ્યાયિત કરે છે પ્રકાશન અને સબ્સ્ક્રિપ્શન વિષયોઉદાહરણ તરીકે, ઉપસર્ગ જેમ કે મારો_MQTT_પ્રકાશન_વિષય_પ્રીફિક્સ/નોડ_આઈડી થી/સેન્સર_આઈડી જેવા વિષયો ઉત્પન્ન કરી શકે છે mygateway1-out/2/1/1/0/49, જ્યારે સેન્સર્સને આદેશો મોકલવા માટે સબ્સ્ક્રિપ્શન ઉપસર્ગનો ઉપયોગ કરવામાં આવશે જેમ કે મારા_એમક્યુટીટી_સબસ્ક્રાઇબ_વિષય_પ્રીફિક્સપ્રકારના વિષયોને જન્મ આપે છે mygateway1-in/2/1/1/0/49.
એકવાર રૂપરેખાંકિત થઈ ગયા પછી, મોસ્કિટ્ટો જેવા જાણીતા બ્રોકર સામે MQTT ગેટવેનું પરીક્ષણ કરવાની ખૂબ ભલામણ કરવામાં આવે છે. ખાતરી કરો કે સંદેશાઓ યોગ્ય રીતે પ્રાપ્ત થયા છેતે અપેક્ષિત વિષયોમાં પ્રકાશિત થાય છે અને સબ્સ્ક્રાઇબ કરેલા ઉપકરણો જે પ્રાપ્ત થવાના હોય તે પ્રાપ્ત કરે છે.
સેન્ટ્રલ સર્વર સાથેના પુલ તરીકે MQTT ગેટવે
જ્યારે તમે બહુવિધ ભૌતિક સ્થળોએ MQTT ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરો છો, ત્યારે તમને સામાન્ય રીતે જરૂર પડે છે તે બધા ડેટાને શેર્ડ સર્વર પર એકત્રિત કરો અથવા કેન્દ્રીયકૃત ક્લાઉડ પ્લેટફોર્મ પર. આ તે જગ્યા છે જ્યાં MQTT ગેટવે એક પુલ તરીકે ચમકે છે.
વિચાર એ છે કે દરેક સ્થાન પર જ્યાં IoT ઉપકરણો હોય ત્યાં MQTT ગેટવે સ્થાપિત કરવામાં આવે. દરેક ગેટવે તેના સ્થાનિક વાતાવરણમાંથી માહિતી એકત્રિત કરે છે, તેને ઉમેરો અને ફોરવર્ડ કરો MQTT નો ઉપયોગ કરીને સેન્ટ્રલ સર્વર (અથવા ક્લાઉડ બ્રોકર) પર. આ રીતે તમે સ્થાનિક નિયંત્રણ ગુમાવ્યા વિના અને ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ નેટવર્ક વપરાશ સાથે તમામ ડેટાનો વૈશ્વિક દૃશ્ય મેળવી શકો છો.
વધુમાં, આ પ્રવેશદ્વારો કરી શકે છે પોતાના પ્રમાણપત્રો સાથે સુરક્ષિતTLS એન્ક્રિપ્શન અને પ્રમાણીકરણ મિકેનિઝમ્સ ગેટવેની "પાછળ" રહેલા સેન્સર્સ અને IoT એજને સુરક્ષિત કરે છે. તેઓ સ્થાનિક રીતે માહિતી સંગ્રહિત કરી શકે છે, નજીકના ઉપકરણોને સંચાલિત કરવા માટે વપરાશકર્તા ઇન્ટરફેસને અનુકૂલિત કરી શકે છે અને જરૂર મુજબ અન્ય ઔદ્યોગિક પ્રોટોકોલ સાથે સુસંગતતા ઉમેરી શકે છે.
ક્લાઉડ પ્લેટફોર્મ અને અન્ય પ્રોટોકોલ સાથે MQTT સુસંગતતા
MQTT ની સૌથી મોટી તાકાત એ છે કે તે મોટાભાગના મુખ્ય ક્લાઉડ IoT પ્લેટફોર્મ સાથે સુસંગતઘણા ઔદ્યોગિક MQTT ગેટવે નીચેના ધોરણો સાથે કામ કરે છે:
- એઝ્યુર આઇઓટી.
- Google Cloud IoT.
- AWS IoT.
- IBM વોટસન IoT.
ગેટવે સેન્સર્સમાંથી મેળવેલા ડેટાનું અર્થઘટન કરે છે અને તે તેમને MQTT ફોર્મેટમાં પ્લેટફોર્મ પર ટ્રાન્સમિટ કરે છે.વપરાશકર્તાઓને કોઈપણ સમયે માહિતી જોવા અથવા પ્રક્રિયા કરવા માટે ફક્ત સંબંધિત વિષયો પર સબ્સ્ક્રાઇબ કરવાની જરૂર છે.
વધુમાં, આમાંના ઘણા કેટવોક તરીકે સેવા આપી શકે છે પ્રોટોકોલ કન્વર્ટરમોડબસ TCP જેવા નેટવર્ક્સને MQTT સાથે સંકલિત કરીને અને ઉપકરણોના જૂથોનું સંચાલન કરવા માટે રિમોટ વેબ પેનલ્સ ઓફર કરીને, MQTT હાઇબ્રિડ આર્કિટેક્ચરનો એક કેન્દ્રિય ઘટક બની જાય છે જ્યાં લેગસી સિસ્ટમ્સ નવા IoT સોલ્યુશન્સ સાથે સહઅસ્તિત્વ ધરાવે છે.
MQTT અને IoT ના વાસ્તવિક ઉપયોગના કિસ્સાઓ
ઔદ્યોગિક વાતાવરણ અને ટેલિમેટ્રી
ઔદ્યોગિક વિશ્વમાં, MQTT પહેલેથી જ એક છે ટેલિમેટ્રી ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે વાસ્તવિક ધોરણ ફેક્ટરીઓ, ખાણકામ કામગીરી, તેલ અને ગેસ સુવિધાઓ અથવા કૃષિ-ખાદ્ય કંપનીઓમાં વિતરિત સેન્સર અને સાધનોમાંથી.
કંપનીઓ અસંખ્ય સેન્સર ઇન્સ્ટોલ કરે છે જે તાપમાન, દબાણ, પ્રવાહ, કંપન અને ઉર્જા વપરાશ જેવા પરિમાણોને માપે છે. આ ડેટા MQTT દ્વારા વિશ્લેષણ સિસ્ટમોને મોકલવામાં આવે છે જે તેઓ અસંગતતાઓ, વલણો અને સુધારાની તકો શોધી કાઢે છે. કામગીરીમાં. આનો આભાર, પ્રક્રિયાઓને ઑપ્ટિમાઇઝ કરી શકાય છે, નિષ્ફળતાઓની અપેક્ષા રાખી શકાય છે અને બિનઆયોજિત ડાઉનટાઇમ ઘટાડી શકાય છે.
લો-પાવર વાઇડ એરિયા નેટવર્ક્સ (LPWANs)
LPWAN (લો પાવર વાઇડ એરિયા નેટવર્ક) નેટવર્ક્સ આ માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે ખૂબ જ ઓછી શક્તિવાળા ઉપકરણો જે લાંબા અંતર સુધી નાના સંદેશા મોકલે છેસામાન્ય રીતે, ઉચ્ચ લેટન્સી અને મર્યાદિત બેન્ડવિડ્થવાળા નેટવર્ક્સ સમસ્યારૂપ હોય છે. MQTT આ વાતાવરણ માટે એકદમ યોગ્ય છે કારણ કે તેના સંદેશાઓ ઓછા વજનવાળા છે, તે સેવાની ગુણવત્તાને સપોર્ટ કરે છે, અને તે અવિશ્વસનીય નેટવર્ક્સ સાથે અનુકૂલન કરે છે.
ક્લાઉડ સોલ્યુશન્સને સેન્સર ડેટા મોકલવા માટે LPWAN નો ઉપયોગ કરતી કંપનીઓમાં, MQTT સક્ષમ કરે છે મોટા પ્રમાણમાં સંદેશાઓ મોકલો નેટવર્કને ગીચ બનાવ્યા વિના અને શક્ય હોય ત્યાં સુધી, ડેટા વિશ્લેષણ અને દેખરેખ પ્રણાલીઓ સુધી પહોંચે તેની ખાતરી કર્યા વિના.
સોશિયલ નેટવર્ક અને માસ મેસેજિંગ
ક્લાસિક ઔદ્યોગિક વાતાવરણની બહાર MQTT ના ઉપયોગનું એક આકર્ષક ઉદાહરણ છે ફેસબુકજ્યાં તેનો ઉપયોગ રીઅલ ટાઇમમાં મોટા પ્રમાણમાં સંદેશાઓનું સંચાલન કરવા માટે પ્રાથમિક સંચાર પ્રોટોકોલ તરીકે કરવામાં આવે છે. તે ઇન્સ્ટાગ્રામ જેવા પ્લેટફોર્મ પર મેસેજિંગમાં પણ ભૂમિકા ભજવે છે.
તે કદની કંપની MQTT પર દાવ લગાવી રહી છે તે હકીકત એ વિચારને મજબૂત બનાવે છે કે તે એક ઉચ્ચ-સહમતિશીલ પરિસ્થિતિઓ માટે યોગ્ય મજબૂત, સ્કેલેબલ પ્રોટોકોલફક્ત નાના IoT પ્રોજેક્ટ્સ માટે જ નહીં.
સ્માર્ટ હોમ્સ અને હોમ ઓટોમેશન
સ્થાનિક ક્ષેત્રમાં, MQTT એક બની ગયું છે સ્માર્ટ હોમ્સને સ્વચાલિત કરવા માટેના મનપસંદ પ્રોટોકોલતે Azure અથવા IBM Watson જેવા ક્લાઉડ પ્લેટફોર્મ તેમજ સ્થાનિક ઓટોમેશન સિસ્ટમ્સ સાથે એકીકૃત રીતે સંકલિત થાય છે.
MQTT સાથે તમે મોનિટર કરી શકો છો ઘરમાં ઊર્જા વપરાશલાઇટિંગને નિયંત્રિત કરો, રીઅલ ટાઇમમાં તાપમાન અથવા હવાની ગુણવત્તાનું નિરીક્ષણ કરો, અને બહુવિધ ઉપકરણો (થર્મોસ્ટેટ્સ, બ્લાઇંડ્સ, સિંચાઈ પ્રણાલીઓ, વગેરે) નું સંકલન કરો, જેમાં ઉપકરણોનો સમાવેશ થાય છે જેમ કે શાઓમી વેલાદરેક ઉપકરણને બીજા ઉપકરણ સાથે સીધો સંપર્ક કર્યા વિના. ઉદાહરણ તરીકે, MQTT બ્લૂટૂથ ગેટવે, ઘરમાં બધા BLE સેન્સરને કેન્દ્રિત કરી શકે છે અને તેમને એક જ બ્રોકર સાથે કનેક્ટ કરી શકે છે.
ઓટોમોટિવ વિભાગ
ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગમાં ડિજિટલ પરિવર્તનમાં વાહનો, ઉત્પાદન લાઇન અને મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ્સને જોડવાનો સમાવેશ થાય છે. MQTT નો ઉપયોગ ક્લાઉડ અને વાહન વચ્ચે વિશ્વસનીય મેસેજિંગ ચેનલટેલિમેટ્રી ડેટા, રિમોટ ડાયગ્નોસ્ટિક્સ અને પેરામીટર અપડેટ્સ મોકલવાની મંજૂરી આપે છે.
બદલાતી મોબાઇલ કનેક્ટિવિટી સાથે પણ, નજીકના વાસ્તવિક સમયમાં વાતચીત કરવાની આ ક્ષમતા, MQTT ને ઓટોમોટિવ ઉત્પાદકો અને સેવા પ્રદાતાઓ માટે ખૂબ જ આકર્ષક વિકલ્પ બનાવે છે.
પરિવહન અને લોજિસ્ટિક્સ
પરિવહન અને લોજિસ્ટિક્સમાં, ની ક્ષમતા ગતિશીલ કાફલા અને માલસામાનને ટ્રેક કરો તે મહત્વપૂર્ણ છે. MQTT નો ઉપયોગ કન્ટેનરની અંદરની સ્થિતિ, કાર્ગોની સ્થિતિ, દરવાજો ખોલવાની ઘટનાઓ અથવા પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ પર ડેટા મોકલવા માટે થાય છે.
હળવા મેસેજિંગ અને બ્રોકર-આધારિત આર્કિટેક્ચરનો ઉપયોગ કરીને, તે શક્ય છે વાસ્તવિક સમયમાં મોટા કાફલાઓનું નિરીક્ષણ કરો ઓછી વિલંબતા સાથે અને કનેક્શન માટે ઉપયોગમાં લેવાતા મોબાઇલ અથવા સેટેલાઇટ નેટવર્કને ઓવરલોડ કર્યા વિના.
સ્કેલેબલ આર્કિટેક્ચર અને હાર્ડવેર અને સોફ્ટવેર વચ્ચેનું ડિકપ્લિંગ
IoT પ્રોજેક્ટમાં MQTT અપનાવવાનો એક મોટો ફાયદો એ છે કે તે પરવાનગી આપે છે હાર્ડવેર સ્તરને સોફ્ટવેર સ્તરથી સ્પષ્ટ રીતે અલગ કરોસેન્સર અને ઉપકરણો ફક્ત બ્રોકરને ડેટા મોકલવા અને ચોક્કસ વિષયોમાંથી આદેશો પ્રાપ્ત કરવા સાથે સંબંધિત છે; ત્યાંથી જે કંઈ થાય છે (સંગ્રહ, વિશ્લેષણ, વિઝ્યુલાઇઝેશન) તે સ્વતંત્ર રીતે વિકસિત થઈ શકે છે.
આ અભિગમ ઘણીવાર યાદ અપાવે છે માઇક્રોસર્વિસિસ પેટર્નજ્યાં દરેક ઘટક એક કાર્ય કરે છે અને તે સારી રીતે કરે છે. આપણા કિસ્સામાં, હાર્ડવેર ઉપકરણ માપન અને પ્રકાશન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે; અન્ય સેવાઓ પ્રોસેસિંગ, સ્ટોરિંગ, વિઝ્યુલાઇઝિંગ અથવા કૃત્રિમ બુદ્ધિ લાગુ કરવાનું સંચાલન કરે છે, સેન્સરને તેમના વિશે કંઈપણ "જાણવાની" જરૂર નથી.
આ ડીકપ્લિંગ બદલ આભાર, જો કાલે તમે રાસ્પબેરી પાઇ પરની એક સરળ વિઝ્યુલાઇઝેશન વેબસાઇટથી એક પર જવાનું નક્કી કરો છો બિગ ડેટા અને મશીન લર્નિંગની જટિલ સિસ્ટમ ક્લાઉડમાં, તમારે સેન્સર્સને સ્પર્શ કરવાની જરૂર નથી. તેઓ બ્રોકરને ડેટા મોકલવાનું ચાલુ રાખશે, અને તમારે ફક્ત નવા ગ્રાહકોને કનેક્ટ કરવાની જરૂર પડશે જેઓ હાલના વિષયો પર સબ્સ્ક્રાઇબ કરે છે.
સાથે મળીને, MQTT અને તેના સંકળાયેલ ગેટવે એક ઉકેલ બનાવે છે IoT કનેક્ટિવિટી માટે ખૂબ જ મજબૂતહલકું, સ્કેલેબલ, સુરક્ષિત, મુખ્ય ક્લાઉડ પ્લેટફોર્મ સાથે સુસંગત, અને LPWAN થી લઈને હોમ વાઇફાઇ અથવા ઔદ્યોગિક ઇથરનેટ સુધીના તમામ પ્રકારના નેટવર્કને સપોર્ટ કરે છે. આ બધું, તેના પ્રકાશન/સબ્સ્ક્રાઇબ મોડેલ અને પ્રોટોકોલને જોડતા ગેટવે ઉમેરવાની ક્ષમતા સાથે, તેને મુખ્ય ઘટકોમાંનું એક બનાવે છે જેના પર ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સનું વર્તમાન અને ભવિષ્ય નિર્માણ થઈ રહ્યું છે. માહિતી શેર કરો જેથી વધુ વપરાશકર્તાઓ વિષય વિશે જાણે..