Definition und Zweck:
Das MQTT-Protokoll (Message Queuing Telemetry Transport) ist ein leichtgewichtiges, offenes und weit verbreitetes Nachrichtenprotokoll, das für die Kommunikation im Internet der Dinge (IoT) und insbesondere im Industrial IoT (IIoT) entwickelt wurde. Es basiert auf dem Publish/Subscribe-Modell (Veröffentlichen/Abonnieren).
Sein Hauptzweck ist die effiziente und zuverlässige Übertragung von Daten von Sensoren und kleinen Geräten an zentrale Anwendungen oder Cloud-Plattformen, auch unter Bedingungen mit begrenzter Bandbreite oder unzuverlässigen Netzwerken.
Funktionsweise (Publish/Subscribe):
- Publisher (Sender): Ein Gerät (z.B. Sensor, SPS) veröffentlicht Daten zu einem bestimmten „Topic“ (Thema) an einen zentralen MQTT-Broker.
- Broker: Der MQTT-Broker ist ein Server, der als zentraler Nachrichtenverteiler fungiert. Er empfängt Nachrichten von Publishern und leitet sie an alle Abonnenten weiter, die das entsprechende Topic abonniert haben.
- Subscriber (Empfänger): Eine Anwendung oder ein anderes Gerät (z.B. Cloud-Plattform, HMI) abonniert bestimmte Topics und empfängt die Nachrichten, sobald sie vom Publisher gesendet werden.
Dies ermöglicht eine lose Kopplung zwischen Sendern und Empfängern, da sie nicht direkt miteinander kommunizieren müssen.
Merkmale und Vorteile:
- Leichtgewichtig: Geringer Protokoll-Overhead, ideal für Geräte mit begrenzten Ressourcen und geringer Bandbreite.
- Publish/Subscribe-Modell: Effiziente Datenverteilung an viele Empfänger.
- QoS (Quality of Service): Unterstützt drei QoS-Stufen (At Most Once, At Least Once, Exactly Once) für unterschiedliche Zuverlässigkeitsanforderungen.
- Sicherheit: Unterstützung für TLS/SSL-Verschlüsselung und Authentifizierung.
- Persistent Sessions: Ermöglicht die Speicherung von Nachrichten für Abonnenten, die offline waren.
- Last Will and Testament: Ein Gerät kann eine Nachricht definieren, die vom Broker gesendet wird, wenn die Verbindung unerwartet getrennt wird.
Anwendungsbereiche in der Automatisierung:
MQTT ist ein Schlüsselprotokoll für IIoT-Anwendungen:
- Datenerfassung von Feldgeräten: Übertragung von Sensordaten von Maschinen an die Cloud.
- Remote-Monitoring und -Diagnose: Überwachung von Anlagenstatus aus der Ferne.
- Predictive Maintenance: Übertragung von Maschinendaten für Analysen.
- Cloud-Integration: Standardprotokoll für die Anbindung an IoT-Plattformen von AWS, Azure, Google Cloud.
- Edge Computing: Kommunikation zwischen Edge-Geräten und zur Cloud.
Hersteller wie Beckhoff (TwinCAT IoT), WAGO und Siemens (LOGO! 8) integrieren native MQTT-Funktionen in ihre Steuerungen.
→ Siehe auch: TwinCAT IoT, AMQP (Advanced Message Queuing Protocol), IIoT (Industrial Internet of Things), Cloud-Computing, Edge Computing, Publish/Subscribe
